不同波长三倍频DKDP晶体的激光损伤

采用传统降温法,利用高纯原料从氘化程度为80%的溶液生长了四方相磷酸二氘钾(DKDP)晶体,并按Ⅱ类三倍频方式切割晶体。三倍频用DKDP晶体的最大问题在于其抗光伤阈值低于KDP晶体,严重限制了激光输出的能量密度和晶体使用寿命。考察了不同波长下三倍频DKDP晶体的损伤阈值,以及激光退火效应。实验表明,激光退火对于DKDP晶体的损伤阈值有显著的提升作用,基频、倍频、三倍频的提升效果分别达到1.4,1.9,2.7倍,是改善DKDP晶体抗光伤能力的有效途径。     

不同原料DKDP晶体的生长和损伤阈值

 采用传统降温法,利用不同原料从氘化程度为85%的溶液生长了四方相磷酸二氘钾(DKDP)晶体,并选取部分样品进行三倍频光损伤阈值测试。实验结果表明：不同纯度原料对DKDP晶体的损伤阈值以及DKDP晶体的生长溶液稳定性的影响效果相反,即由于原料中杂质金属离子含量的差别,高纯原料生长的晶体较一般原料生长的晶体损伤阈值可提高1.5倍,但其生长溶液的稳定性比一般原料低。     

氘含量对DKDP晶体横向受激拉曼散射增益系数的影响

本文测量了不同氘含量K(H_1-xD_x)₂PO₄晶体(DKDP晶体)在Z(XX)Y散射配置下的自发拉曼散射光谱, 并详细分析了氘含量对与横向受激拉曼散射(TSRS)增益系数有关的拉曼频移、半峰宽和散射强度的影响. 然后通过与去离子水拉曼散射对比得出了不同氘含量DKDP晶体的TSRS增益系数. 结果表明随着氘含量的增加DKDP晶体的TSRS增益系数先减小至KDP晶体的40.1%, 后增大至68.9%; 本文认为掺氘后拉曼半峰宽的变化是引起TSRS增益系数随氘含量变化的主要原因.     

DKDP晶体的拉曼散射谱分析

根据空间群理论分析和指认了磷酸二氘钾晶体[K(D_xH_1-x)₂PO₄,简称DKDP]的拉曼活性晶格振动模,测量了其室温拉曼光谱。结果表明DKDP晶体的晶格振动谱主要是由D₂PO-₄阴离子团簇的内振动引起的。与H₂PO-₄阴离子稀溶液的拉曼谱和NaD₂(PO₄)₂晶体的拉曼谱比较,DKDP晶体中D₂PO-₄阴离子的四个特征内振动模可被指认为881 cm-1(ν₁),357 cm-1(ν₂),514/541 cm-1(ν₃),965 cm-1(ν₄)。     

基于65%掺氘DKDP晶体实现1053nm激光四次谐波转换

利用质量分数为65%的掺氘DKDP晶体实现了1053nm激光在非临界相位匹配(NCPM)条件下的四次谐波转换,实验测得NCPM条件下晶体温度为29.4℃、晶体接收角宽约为55 mrad。理论分析了NCPM过程中DKDP晶体掺氘量和温度对四次谐波转换的影响,数值模拟了四次谐波转换过程中晶体掺氘量和温度的关系以及四倍频转换效率随倍频光强的变化,这些结果为四倍频光在高功率激光系统中的应用提供了理论依据。     

BiVO_4的晶体结构和光学观察

对于提拉法合成的BiVO_4单晶进行了X射线衍射分析。室温下该晶体属于单斜晶系,空间群为B2/b,z=4,晶胞参数为:a=7.247A,b=5.096A,c=11.702A,γ=134.18°。进行了二维、三维帕特逊分析和三维电子密度计算。全矩阵最小二乘法修正给出335个独立反射的R=0.067,R_w=0.058。经吸收和次级消光校正后,R=0.058。Bi和V原子各占据一套4e特殊点系,O原子占据两套一般点系。V~(3 )是四配位,形成规则的VO_4四面体。Bi~(3 )是八配位,形成畸变Bi-O十二面体。BiVO_4在T_c温度上下空间群各为I4_1/a和I2/b(或B2/b)。由四方到单斜相变没有正交中间变体。相变显然是由Bi-O多面体孤对畸变所驱动。Bi~(3 )和V~(5 )沿c轴上下交替位移,这就显示单斜BiVO_4具有层状结构的特征。这一特征由光学观察得到证实。该晶体在垂直干c轴的方向极易开裂而产生平坦的解理面。 选取具有胞状结构圆盘形晶体、自然解理晶片和粉末晶粒三种试样进行了光学观察,并研究了晶体透过率与波长关系。     

ZrO2薄膜微观结构和光学性能的研究

无论是在300℃或室温下,用PVD方法淀积的ZrO_2薄膜,达到一定厚度后都出现晶相非均匀性,在基底侧为四方相,空气侧为单斜相.本文给出了ZrO_2薄膜中四方相存在的原因,并用晶体生长过程中的择优生长特性讨论了薄膜柱状体结构的成因,从而解释了薄膜的折射率非均匀性.     

高压下Ir2P晶体结构预测与物理性质

在压强为0～100 GPa范围内,运用CALYPSO结构搜索技术,结合基于密度泛函理论中的第一性原理方法,对Ir_2P晶体进行结构预测,并对预测出的晶体结构和物理性质进行细致的研究。在常压下,预测得出α-Ir_2P相具有立方结构,其空间群为Fm3m,与实验所得结构一致;压强为86.4 GPa时,发生结构相变,由α-Ir_2P相转变为β-Ir_2P相,为四方结构,其空间群为I4/mmm。在相变过程中,晶体体积发生坍塌,并且出现不连续变化的一级相变。电子性质计算表明,86.4 GPa时,预测的β-Ir_2P相中导带和价带在费米面附近发生交叠,表明其结构具有金属性质;电子局域函数计算表明,β-Ir_2P相具有丰富的化学键,包括极性共价键、金属键和离子键;Bader电荷转移计算得出,由于Ir原子具有较强的电负性,β-Ir_2P相中每个P原子向每个Ir原子电荷转移0.19e。     

新型倍频晶体β-BaB_2O_4的光谱测定

低温相BaB_2O_4晶体似下简称β-BaB_2O_4)是我所寻找和培养的一种新型晶体材料.文献[1,2]报道了这种晶体材料的相图研究和结构测定. β-BaB_2O_4在紫外、可见和近红外光区具有良好的透光性能,它的透射能力甚至可以达到远紫外区的190nm.在远紫外区(波长低于 210nm),由于空气中氧对紫外光的吸收[3],给光谱测定带来了很大的困难.对该光区的光谱测定,国内还未见报道.抽真空把样品室和光路上的氧分压降低到10-2—10-3Torr[3],可以在性能较好的光谱仪器上测定145—210nm范围的光谱,因此远紫外区也称为真空紫外区.另一种办法是采用在该光区透明…     

Nd:NaR(WO4)2晶体生长(R=Bi,Y)

采用提拉法生长出了掺钕钨酸铋钠[Nd:NaBi (WO4)2,简称Nd:NBW]和掺钕钨酸钇钠[Nd:NaY (WO4)2,简称Nd:NYW]晶体,并给出了制备无开裂优质Nd:NBW和Nd:NYW晶体的最佳生长工艺参数.从XRD分析得到Nd:NBW和Nd:NYW晶体的晶胞参数,并分析了晶体的拉曼光谱,认为二者结构基本相同,为四方晶系、白钨矿结构、I41/a空间群.由吸收光谱可以看出,Nd:NBW在802nm有较强的吸收峰,Nd:NYW在804nm、752nm、586nm附近有较强、较宽的吸收峰,二者均适合于LD泵浦;计算了晶体中Nd3 的吸收截面积.     

BiVO4的晶体结构和光学观察

对于提拉法合成的BiVO₄单晶进行了X射线衍射分析。室温下该晶体属于单斜晶系,空间群为B2/b,z=4,晶胞参数为:a=7.247?,b=5.096?,c=11.702?,γ=134.18°。进行了二维、三维帕特逊分析和三维电子密度计算。全矩阵最小二乘法修正给出335个独立反射的R=0.067,R_w=0.058。经吸收和次级消光校正后,R=0.058。Bi和V原子各占据一套4e特殊点系,O原子占据两套一般点系。V³⁺是四配位,形成规则的VO₄四面体。Bi³⁺是八配位,形成畸变Bi-O十二面体。BiVO₄在T_c温度上下空间群各为I4₁/a和I2/b(或B2/b)。由四方到单斜相变没有正交中间变体。相变显然是由Bi-O多面体孤对畸变所驱动。Bi³⁺和V⁵⁺沿c轴上下交替位移,这就显示单斜BiVO₄具有层状结构的特征。这一特征由光学观察得到证实。该晶体在垂直干c轴的方向极易开裂而产生平坦的解理面。选取具有胞状结构圆盘形晶体、自然解理晶片和粉末晶粒三种试样进行了光学观察,并研究了晶体透过率与波长关系。 关键词：     

四方和正交以及单斜相K0.5Na0.5NbO3的结构稳定性和电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理超原胞方法和虚晶近似方法, 在局域密度近似和广义梯度近似下, 对四方和正交以及单斜相K_0.5Na_0.5NbO₃的能量和原子结 构以及电子结构进行了系统的研究. 计算结果表明三种K_0.5Na_0.5NbO₃相的能量差别较小, 这与实验上它们之间容易发生相转化是一致的. 进一步发现单斜相的能量比四方相和正交相低, 说明单斜相结构更加稳定, 并且理论计算的结构参数与实验值符合得很好. 电子结构结果也表明单斜相的键合作用比四方相和正交相键合作用更强, 进一步说明单斜相结构更加稳定. 关键词： 铌酸钾钠 四方相 单斜相 密度泛函理论     

用水代替无水乙醇抛光磷酸二氘钾晶体

我们小组接受研制电光调制器这种激光器件,是用于大型精密激光测炬仪中.它是由几块透明的叫做磷酸二氘钾(简称DKDP)的电光晶体串联在一起构成舵.当激光通过这些晶体时,只要在晶体上加一个讯号电压,晶体中的折射率就会随电讯号作有规律的变北,从而使发射中的激光束变成带有随电讯号变化的光,这样的激光就可以为测距仪服务了. 电光调制晶体(图1)虽然只有火柴棍那么大,但它在激光应用中却占有极重要的地位,特别是在激光测距仪中它直接关系着仪器的精度和质量.这种晶体是一种硬度很小、易潮解的磷酸盐.要制造这种调制器,就必须首先解决晶体的…     

钙钛矿型HoNiO_3中电荷歧化的第一原理研究

应用第一原理的密度泛函方法 ,研究钙钛矿型过渡金属氧化物HoNiO3的电子结构 .HoNiO3在正交结构 (空间群为Pbnm)和单斜结构 (空间群为P2 1 n)的电子密度图表明Ni在正交相中只存在Ni3 一种组态 ,而在单斜相中则存在Ni( 3-δ) 和Ni( 3 δ) 两种不同的组态 .电荷歧化特征值δ可由Ni3d电子态密度中非键t2g部分反映 .通过t2g态密度在正交和单斜相的相对变化 ,可以算得δ值为 0 34± 0 0 1.     

大口径氘化磷酸二氢钾晶体离线亚纳秒激光预处理技术

大口径氘化磷酸二氢钾(DKDP)晶体抗激光损伤性能偏低严重地制约着大型高功率激光装置输出水平.本研究利用离线亚纳秒激光预处理技术有效地提升了大口径DKDP晶体抗激光损伤性能.实际使用情况表明,采用离线亚纳秒激光预处理后,DKDP晶体在9 J/cm²激光通量辐照下的表面平均损伤密度得到大幅下降,由未处理前的5.02 pp/cm²(1pp表示1个百分点)降至0.55 pp/cm²,降幅为一个数量级.同时,激光预处理对晶体损伤尺寸具有一定的抑制作用,预处理后晶体损伤点尺寸分布曲线向尺寸减小的方向平移,尺寸分布峰值由预处理前的25μm降至预处理后的18—20μm.     

紫外拉曼光谱研究钇掺杂的氧化锆体系表面相变

本文用紫外拉曼 ,近可见拉曼光谱和XRD检测了不同焙烧温度下Y2 O3-ZrO2 的相变过程。紫外拉曼光谱对样品表面相变极其灵敏 ,而近可见拉曼光谱和XRD提供的主要是体相和表面的混合信息。在紫外拉曼谱图中 ,只观察到单斜相的谱峰 ,没有明显的四方晶相的信号 ,这表明样品的表面主要是单斜晶相。然而 ,XRD和近可见拉曼光谱的结果显示Y2 O3-ZrO2 体相是四方晶相。焙烧温度超过 40 0°时 ,紫外拉曼 ,近可见拉曼和XRD晶之间明显不同的结果表明Y2 O3-ZrO2 在表面区四方相很易转变为单斜相 ,体相中的四方相由于钇的添加而稳定存在。根据紫外拉曼和XRD结果 ,当升高温度时 ,在样品的表面形成一单斜相层 ,体相钇稳定的四方相 ,且由于Y2 O3的存在抑制了单斜相进一步向体相发展。     

Nd∶NaR(WO_4)_2晶体生长(R=Bi,Y)

采用提拉法生长出了掺钕钨酸铋钠[Nd∶NaBi(WO4)2,简称Nd∶NBW]和掺钕钨酸钇钠[Nd∶NaY(WO4)2,简称Nd∶NYW]晶体,并给出了制备无开裂优质Nd∶NBW和Nd∶NYW晶体的最佳生长工艺参数。从XRD分析得到Nd∶NBW和Nd∶NYW晶体的晶胞参数,并分析了晶体的拉曼光谱,认为二者结构基本相同,为四方晶系、白钨矿结构、I41/a空间群。由吸收光谱可以看出,Nd∶NBW在802nm有较强的吸收峰,Nd∶NYW在804nm、752nm、586nm附近有较强、较宽的吸收峰,二者均适合于LD泵浦;计算了晶体中Nd3+的吸收截面积。     

Eu~(3+)/Yb~(3+)共掺杂ZrO_2粉末的制备和发光性质研究

利用共沉淀方法制备了Eu3+/Yb3+单掺和共掺的ZrO2粉体材料,研究了煅烧温度和掺杂浓度对结构和发光性质的影响。XRD结果表明:所制备单掺样品含有单斜相和四方相2种不同结构,随着热处理温度的升高,四方相向单斜相转变,经1 150℃处理后,四方相消失,呈现单一的单斜相;Yb3+离子的掺入有稳定ZrO2四方相的作用,随着掺杂浓度的增加,单斜相转变为四方相。由于晶相的不同,Eu3+处在四方相和单斜相2种发光中心,二者发光性质不同。Eu3+/Yb3+共掺后,在270 nm激发Eu3+时,观测到了Yb3+在近红外波段(980 nm)的发光,同时证实Eu3+的激发光谱和Yb3+的激发光谱相一致,表明存在Eu3+到Yb3+的能量传递,交叉弛豫和共合作能量传递过程是其可能的能量传递机理。     

钙钛矿型HoNiO3中电荷歧化的第一原理研究

应用第一原理的密度泛函方法,研究钙钛矿型过渡金属氧化物HoNiO_3的电子结构. HoNiO_3在正交结构（空间群为Pbnm）和单斜结构（空间群为P2_1/n）的电子密度图表明Ni在正交相中只存在Ni^３＋一种组态，而在单斜相中则存在Ni^(3-δ)+和Ni^(3+δ) +两种不同的组态. 电荷歧化特征值δ可由Ni3d电子态密度中非键t_2g部 分反映. 通过t_2g态密度在正交和单斜相的相对变化，可以算得δ 值为0.34±0.01. 关键词： HoNiO＿3 电荷歧化 电子结构 第一原理计算     

IrTi合金晶格动力学的第一性原理研究

利用密度泛函理论的平面波赝势方法研究了IrTi合金的晶格动力学行为. 声子谱计算表明四方(L1₀)结构动力学不稳定,通过冷冻不稳定声子模式, 发现IrTi会发生从四方(L1₀)到正交的结构相变.进一步分析软模对应的原子振动, 得到了具有正交对称性,空间群为Cmmm,相对于四方(L1₀)相能量更低、更稳定的结构. 这种正交新相(Cmmm)弹性稳定和动力学稳定,而且其结构参数与实验上观察到的低温结构有限的晶格参数相符合,表明IrTi合金的低温相是正交结构(Cmmm). 从理论上肯定了IrTi合金立方到四方再到正交的相变机制, 解决了实验上关于相变机制和低温相结构形式的争议.