Ce:BaTiO3晶体电光和二倍频系数的拉曼散射测量

从极性晶体晶格振动的理论出发,推导出正交系以上晶系的晶体的拉曼散射效率与晶体电光系数和二倍频系数的关系,测量了Ｃｅ：ＢａＴＩＯ３和ＢａＴｉＯ３晶体各纵、横模的偏振拉曼谱。在此基础上,计算出这两种晶体的电光系数ｒ３３、ｒ５１和二倍频系数ｄ３３、ｄ１５。结果表明：掺微量Ｃｅ元素对ＢａＴｉＯ３晶体电光系数和二倍频系数影响不大。     

光折变晶体Ce:BaTiO3电光和压电系数的测量

用干涉仪的方法测量了Ce:BaTiO₃晶体的低频电光系数和压电系数．排除压电效应对光通过晶体引起相位的变化，得到低频下经极化的Ce:BaTiO₃单晶的电光系数r₄₂=1945±220pm/V和r₁₃=11.8±1pm/V．从而，为研究Ce:BaTiO₃晶体的光折变效应和理论计算提供了精确的线性电光系数 关键词：     

近化学计量比Ce∶Mn∶LiNbO_3晶体光折变性能研究

在LiNbO3中掺进0 .015mass%MnCO3和0 .1mass?O2,以Czchralski法生长Li/Nb比为1.38的近化学计量比Ce∶Mn∶Li NbO3(Ce∶Mn∶SLN)晶体和Li/Nb比为0.946的同成分Ce∶Mn∶Li NbO3(Ce∶Mn∶CLN)晶体.测试了晶体的红外光谱和紫外可见吸收光谱,讨论了Ce∶Mn∶SLN晶体OH-吸收峰和吸收边移动机理.利用二波耦合光路测试了晶体的指数增益系数,Ce∶Mn∶SLN晶体指数增益系数Γ达到27cm2-.同时,研究了Ce∶Mn∶SLN指数增益系数提高的机理.     

KOP晶体加工工艺

KDP(磷酸二氘钾)晶体为贵重的人工晶体,其外形如图1所示。它具有透明度好、折射率均匀、电光系数大、机械强度高、能承受强光等特点,所以KDP晶体作为电光开关、电光调Q、倍频元件等都是很理想的材料。     

钙钛矿型晶体的倍频系数和离子位移、能带结构间的关系

1974年作者提出了“非线性光学效应的离子基团理论”^[1]，并据此对钙钛矿型等体系的倍频系数作了理论计算，得到了很好的结果。本文进一步使用作者1981年建议的“晶体倍频系数的平均能带近似计算法”^[2]，从能带理论出发计算了钙钛矿型晶体的倍频系数。计算结果表明：（1）由“平均能带近似法”仍可得到“钙钛矿型晶体倍步效应基团理论”^[1]的几个基本论点，并给出后者的近似等级；（2）充分揭示了SrTiO3、KTaO3晶体电场感应倍频系数χ333^(2ω）／χ311^(2ω)比值的变化与中心B离子的相对位移、能带结构、B－O键离子性之间的关系；（3）通过倍频系数和能带结构关系的研究，有可能把晶体倍频系数作为检验能带结构是否正确的一个新的数据；（4）由本文的计算公式，可以计算出在外电场作用下中心B离子相对于配位体氧原子的位移量△Z，并和外电场作用下的感应自发极化Ps的实验值相一致。     

YCOB和Nd:YCOB晶体的倍频系数和最佳相匹配方向的确定

首次报道使用理论计算和Maker条纹方法确定了YCOB晶体的 6个倍频系数 ,并给出了晶体有效倍频系数 (deff)和相匹配角 ( θ,)之间的相互关系 .计算出的曲线显示 ,YCOB晶体的最佳有效倍频系数的位置不是在 x-z的主平面或接近于x-z主平面的位置上 ,而是在 (θ =6 5 9° ,=36 5°)和 (θ =6 6 3° ,=143 9°)两个位置上 .YCOB晶体的倍频转换效率测量及Nd∶YCOB晶体的自倍频转换效率测量均证实上述结果是正确的 .文章的结果对于推动YCOB晶体倍频器件和Nd∶YCOB晶体的自倍频器件的发展将起到重要的作用 .     

弹光调制高灵敏测量晶体电光系数

为了实现对晶体电光系数高速率、高精度和高灵敏的测量,提出了一种基于弹光调制的电光系数测量新方案。运用低通滤波和数字锁相技术分别提取出调制信号的直流项和一倍频项数据,进而解调出晶体的电光系数。详细分析了该新方案的原理,搭建了实验系统,并对铌酸锂(LiNbO_3)晶体样品的电光系数进行了测试。实验结果表明,系统测量精度为2.3%,灵敏度为1.7×10~(-14) m/V,测量速率为每数据点100ms。     

晶体电光和非线性光学效应的离子基团理论(Ⅰ)——利用氧八面体畸变模型计算BaTiO_3晶体电光及倍频系数

本文对钙钛矿型晶体的电光及倍频效应的机理提出了一个(MO_6)离子基团模型。并从(TiO_6)离子基团的准分子轨道及晶格场位能作用下的(TiO_6)离子基团的离子键轨道出发,利用ABDP理论,分别计算了BaTiO_3的各个电光及倍频系数。计算结果表明,在没有引入任何可调整参量的情况下,用(TiO_6)离子基团的晶格场理论所得到的电光及倍频系数的计算值和实验值符合得相当好,而准分子轨道对这些效应的贡献很小。由此得出三个结论:(1)BaTiO_3的电光及倍频效应主要由(TiO_6)氧八面体的畸变所产生,畸变越大,这些效应也越大;(2)当BaTiO_3处于铁电相时,由于晶体内自发极化的结果,产生一个强的奇次项晶格场,这是BaTiO_3具有大的电光及倍频效应的主要因素。而(TiO_6)离子基团的共价键成份,由于彼此间互相抵消,对这些效应贡献很小;(3)BaTiO_3的电光及倍频系数和它的自发极化P_s之间有一简单的线性关系。     

晶体电光和非线性光学效应的离子基团理论(Ⅲ) 利用畸变氧八面体的离子基团模型计算LiNbO_3,LiTaO_3,KNbO_3,BNN晶体的电光和倍频系数

本文用文献[1]中所提出的(MO_6)离子基团模型,计算LiNbO_3,LiTaO_3,KNbO_3,BNN等晶体的电光和倍频系数。假设在O_h对称时,这些晶体中的氧八面体具有相同的能级和对称波函数,则通过群表示理论就可得到在C_(3ν),(C_2υ)对称性时氧八面体的能级和对称波函数,并进而用ABDP理论计算它们的电光和倍频系数。计算结果和实验符合得相当好。本文并从理论上解释了这些晶体的倍频系数大小、符号和氧八面体畸变间的关系,由此可以得到以下两个结论:(1)畸变氧八面体的离子基团模型不但适用于钙钛矿型材料,同时也适用于钨青铜型、LiNbO_3型材料。(2)在钨青铜型、LiNbO_3型的材料中,仍是“离子键”对电光和倍频效应作出主要贡献,同时由于LiTaO_3的共价键成份比LiNbO_3大,因而LiTaO_3的非线性光学效应比LiNbO_3小。     

热及电场诱导石英光纤的电光系数

利用多载流子模型及单轴对称和光激励机理,从理论上计算了经热及电场诱导后的石英光纤的电光系数γ与D型光纤的距离d、诱导时间t和外加电压V的关系。结果表明,尽量缩短d并在适当时间内诱导,能有效提高电光系数;电光系数与外加电压近似平方根关系：γ33与γ13的比值非常接近3。理论结果与实验报道相当一致。     

近化学计量比Ce∶Mn∶LiNbO3晶体光折变性能研究

在LiNbO3中掺进0.015mass%MnCO3和 0.1mass%CeO2,以Czchralski法生长Li/Nb比为1.38的近化学计量比Ce∶Mn∶LiNbO3(Ce∶Mn∶SLN)晶体和Li/Nb比为0.946的同成分Ce∶Mn∶LiNbO3(Ce∶Mn∶CLN)晶体.测试了晶体的红外光谱和紫外可见吸收光谱,讨论了Ce∶Mn∶SLN晶体OH－吸收峰和吸收边移动机理.利用二波耦合光路测试了晶体的指数增益系数,Ce∶Mn∶SLN晶体指数增益系数Γ达到27 cm2－.同时,研究了Ce∶Mn∶SLN指数增益系数提高的机理.     

粉末倍频系数的模拟研究

根据Kurtz粉末倍频理论,使用光纤光谱仪自行设计搭建一个粉末倍频测试系统,该系统可在基频光波入射方向不变的情况下,通过转动旋转臂在不同方向探测二次谐波,并且具有较高的精确度和灵敏度。使具有位相匹配特性的颗粒尺寸范围扩大为46μm～250μm 。使用波长为1.064μm的基频光,对KIO3晶体粉末的倍频效应进行了测试。测试结果表明,KIO3晶体粉末透射倍频光具有位相匹配特性。这一测试结果与已报道结果相一致。通过数值模拟实验测试曲线,获得了KIO3晶体粉末的倍频系数d2ω的值为9.7×10-12m/V。这一模拟值与已报道的KIO3晶体对该基频光波产生的倍频系数d32的值相吻合。由此可见,该方法切实可行。并且可推广应用到其他晶体材料的非线性特性测试研究。     

Na2SbF5晶体倍频系数的理论计算

本文使用阴离子基团理论计算了Na₂SbF₅晶体的倍频系数,得到d₁₂₃=4.48×10^-10esu,与实验值符合较好。计算结果表明,阴离子基团中孤对电子的存在有利于产生大的倍频效应。本文还分析了Na₂SbF₅晶体倍频系数小的原因:尽管(SbF₅)^2-基团存在孤对电子可以对晶体倍频系数有较大贡献,但孤对电子能级的相对位置对其倍频系数有不利影响,从而导致它的倍频系数d₁₂₃较小。 关键词：     

CexGdyTb1-x-yP5O14晶体生长及其光谱

采用蒸发溶液法从磷酸溶液中生长出一系列CexGdyTb1-x-yP5O14晶体.测定了它们的结构.它们属于单斜晶系,空间群P21/c.测定了Ce0.9Gd0.1P5O14、Ce0.9Tb0.1P5O14和La0.8Gd0.1Tb0.1P5O14等晶体的光谱.首次观察到,将Gd加入CexTb1-xP5O14晶体中形成.CexGdyTb1-x-yP5O14时阻碍了Ce3+→Tb3+的能量传递,导致Ce3+的发射峰增强,Tb3+的5D4-FJ发射峰减弱、而5D3-7FJ发射峰增强.     

Ce:Lu2Si2O7闪烁晶体的结构和光谱特性

采用中频感应提拉法生长出Ce:Lu2Si2O7(Ce:LPS)晶体.通过x射线粉末衍射分析,晶体结构属单斜晶系的C2/m空间群.光学显微镜下可观测到晶体的(110)解理.在室温下测试了Ce:LPS晶体的吸收光谱、激发光谱和发射光谱.结果表明,Ce:LPS晶体的吸收峰只有两个,分别位于302和349 nm,且与激发峰的位置一致,归因于Ge3+的4f1→5d1跃迁的特征吸收所致.发射光谱具有Ce3+典型的双峰特征,经Gaussian多峰值拟合,带状谱是由384和407 nm两个发射峰叠加而成,且后者的强度明显高于前者.     

提拉法和导模法生长钛酸镧(La_2Ti_2O_7)晶体

La2Ti2O7晶体是一种焦铌酸钙型层状结构的高温铁电体.在铁电体中,该晶体的居里温度最高(约1500℃).1972年Kimura等人用红外加热的浮区生长装置首先生长出直径为6毫米、长度为50毫米的La2Ti2O7晶体[1].该晶体具有优良的压电、电光和非线性光学特性[1-4]. 我们用高频感应加热的提     

大尺寸掺钛铝酸铍(Ti~(3+):BeAl_2O_4)激光晶体的提拉法生长

应用提拉法技术,采用BeO:Al2O3:Ti2O3摩尔比=100:99.85:0.15的化学组分配比,以及选用合适的固液界面温度梯度与生长速度等优化工艺条件,成功地生长出了T3+离子掺杂、无气泡、无云层和核心、尺寸≈Ф60mm×85mm的粉红色Ti3+:BeAl2O4大尺寸晶体。测定了Ti3+:BeAl2O4晶体的激发与荧光光谱。沿着晶体生长方向,晶体的颜色变深。在激发光谱中观测到了502 nm与567nm的激发峰,在发射光谱中观察到了发光中心为710nm的宽带荧光。两激发峰与Ti3+离子的2T2→2E能级跃迁有关,710nm的荧光峰是由振动能级2E→2T2产生的。从不同部位晶体的吸收强度和颜色变化可得到Ti3+离子在BeAl2O4晶体中的有效分凝系数小于1。     

ICF驱动器长脉冲下三倍频晶体中的横向受激拉曼散射

 ICF驱动器在脉宽为3ns的长脉冲条件下运行时，三倍频晶体中的横向受激拉曼散射效应将比短脉冲条件下的效应更为显著。针对长脉冲运行时，KDP晶体和KD*P晶体产生的横向受激拉曼散射光对晶体的危害性作了对比分析，并研究了横向受激拉曼散射效应与增益系数之间的关系，为选择何种晶体作为三倍频晶体提供了理论依据。     

Mg2+对Ce:Fe:LiNbO3晶体光折变性能的作用和影响

在Ce(0.1wt%):Fe(0.08wt%):LN中掺进摩尔分数为（0.2%,0.4%,0.6%）的MgO,采用提拉法生长Mg:Ce:Fe:LN晶体.测试晶体的吸收光谱,Mg:Ce:Fe:LN晶体的吸收边相对Ce:Fe:LiNbO3晶体发生紫移,Mg(6%):Ce:Fe:LN晶体OH－吸收峰移到3 532 cm－1,研究OH－吸收峰移动机理.以二波耦合光路测试Mg:Ce:Fe:LN晶体的指数增益系数和响应时间,发现Mg:Ce:Fe:LN晶片厚度减小时指数增益系数显著增加.首次采用光爬行效应解释指数增益系数增加机理.     

LD泵浦全固态355nm紫外皮秒脉冲激光器

利用激光二极管（LD）端面抽运Nd∶YVO4激光晶体皮秒三倍频355nm全固态紫外激光器,采用半导体可饱和吸收镜（SESAM）锁模技术及皮秒再生放大技术,对1 064 nm基波采用Ⅰ类相位匹配Li3B3O5（LBO）晶体二倍频和Ⅱ类相位匹配LBO晶体三倍频,获得了稳定性好、倍频效率较高的355 nm紫外激光输出。当二极管泵浦功率为5 W时,获得了脉宽为17 ps、重复频率为1 Hz、单脉冲能量为129.6 J的稳定三倍频紫外激光输出,基频光到二倍频光和三倍频光的转换效率分别达到60.3%和16.6%,3 h输出单脉冲能量的抖动在0.58%以下。