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1.5μm波段激光在医学，光通信，激光测距等方面具有极其广泛的应用价值。在各种获得1.5μm波段激光的方法中，利用掺Yb3+和Er3+的激光晶体已成为人们的研究热点。稀土正硅酸盐系列Re2SiO5晶体(其中Re=Lu、Y、Gd)因其优异的光学和物化性能，独特的低对称性单斜晶体结构，稀土离子扭曲的低对称双格位特性，为掺杂离子提供了较强的晶体场和配位场，有利于掺杂离子产生大的Stark能级分裂，是低阈值高功率1.5μm固体激光的理想基质。
本文系统研究了Yb,Er∶Gd2SiO5(Yb,Er∶GSO)激光晶体的生长、结构特性和光学性能，主要结论如下：
采用提拉法生长了不同浓度的Yb,Er∶GSO晶体，通过优化生长工艺，得到透明、高光质量、完整不开裂、无宏观缺陷的晶体。
通过XRD分析并计算了Yb,Er∶GSO晶体的晶胞参数，确定它们的晶体结构，研究掺杂离子的浓度对其晶胞结构和参数的影响。
研究了Yb,Er∶GSO晶体在室温下的吸收、发射光谱和荧光寿命，我们发现Yb,Er∶GSO晶体具有大的吸收截面和吸收带宽，能与InGaAs LD抽运有效耦合，而且降低了对LD泵浦源温度控制的要求，容易实现激光振荡。测量了Yb,Er∶GSO晶体在室温下940nmLD泵浦时的上转换荧光光谱，确定由4II5/2到2HI1/2和4S3/2跃迁过程的双光子机理。通过计算Yb，Er∶GSO晶体中的Yb3+,与Er3+之间的能量传递参数和有效能量传递效率可知，在Yb,Er∶GSO晶体中Yb3+到Er3+的能量传递参数比Er3+到Yb3+的能量反传递参数要高一个数量级，其有效能量传递效率比目前已知的Yb，Er∶LiNO3要高得多，表明在该晶体中，Yb3+能够很好的充当敏化剂的作用。通过计算光谱参数预测Yb，Er∶GSO晶体有望实现在1.5μm附近的低阈值、高效率的激光输出。