In∶Nd∶LiNbO_3晶体倍频性能的研究

在LiNbO3 中掺进In2O3 和Nd2O3,以Czochralski技术生长了In∶Nd∶LiNO3 晶体通过光斑畸变法测得In∶Nd∶LiNbO3晶体的光损伤阈值为1. 98×104W /cm2,比Nd∶LiNbO3晶体的1. 6×102W /cm2高两个数量级以上;晶体吸收光谱的测试表明,In∶Nd∶LiNbO3 晶体的吸收边相对Nd∶LiNbO3 晶体发生紫移研究了In∶Nd∶LiNbO3 晶体的倍频性能,结果表明,In∶Nd∶LiNbO3 晶体的相位匹配温度在室温附近,倍频转换效率比Nd∶LiNbO晶体提高二倍.     

Mg:Fe:LiNbO3晶体的生长及光学性能研究

在Fe:LiNbO₃中掺进MgO和Fe₂O₃以提拉技术生长Mg:Fe:LiNbO₃晶体.对晶体进行极化和还原处理.测试晶体的吸收光谱,Mg:Fe:LiNbO₃晶体吸收边相对Fe:LiNbO₃晶体发生紫移.测试晶体的红外光谱,Mg:(5 mol%)Fe:LiNbO₃晶体OH^-吸收峰由Fe:LiNbO₃晶体的3482 cm^-1移到3534 cm^-1.采用锂空位模型阐述Mg:Fe:LiNbO₃晶体,吸收边和OH-吸收峰移动的机理.测试晶体的抗光致散射能力.Mg:(5 mol%)Fe:LiNbO₃晶体抗光致散射能力比Fe:LiNbO₃晶体提高一个数量级以上.测试晶体的衍射效率和响应时间.Mg:Fe:LiNbO₃晶体响应速度比Fe:LiNbO₃晶体提高四倍.     

Nd∶KY(WO4)2和Nd∶KG(WO4)2晶体吸收光谱性能分析

通过研究分析钨酸盐晶体Nd∶KY(WO₄)₂和Nd∶KG(WO₄)₂在室温下的吸收光谱，发现这2种晶体具有作为激光晶体的优良特性。根据Judd-Ofelt理论和测试所得的吸收光谱及数据，用VC++编程计算出晶体的谱线强度、振子强度、吸收截面等，拟合得Nd³⁺离子的3个晶场调节参数Ω_λ(λ=2，4，6)的值，并从理论上计算了自发跃迁几率、能级寿命、荧光分支比和积分发射截面。从计算得出的荧光分支比β可以看出，Nd∶KY(WO₄)₂(β_1060nm=0.4380)和Nd∶KG(WO₄)₂(β_1060nm=0.4618)晶体荧光分支比都较大，计算了该晶体的X=Ω₄/Ω₆，并将其X值与其他晶体的X值加以比较，Nd∶KY(WO₄)₂和Nd∶KG(WO₄)₂均易于实现1.06μm激光输出，适合作为LD泵浦的钨酸盐晶体激光器。     

LD抽运的折叠腔Nd∶YVO4/KTP倍频红光激光器

对LD端面抽运的Nd∶YVO₄/KTP腔内倍频激光器的三镜折叠腔结构进行优化设计,研究了总腔长、输入镜曲率半径和Nd∶YVO₄和KTP晶体的热效应对激光谐振腔的稳定区域、Nd∶YVO₄晶体内基模光束半径的影响。实验结果表明:该方法所得出的结论与理论相吻合。在实验中比较了折叠腔不同折叠角度的红光输出功率,并获得了最佳折叠角度为25°,其有效倍频效率为10.8%。最后使用基频光的偏振特性与KTP的相位匹配之间的关系对实验结果进行理论解释。     

Raman scattering investigation of C-doped a-SiO_2 after high energy heavy ion irradiations

Thermally grown amorphous SiO₂ films were implanted at room temperature with 100 keV C-ions to 5.0×10¹⁷ or 1.2×10¹⁸ ions/cm². These samples were irradiated at room temperature with 853 MeV Pb-ions to 5.0×10¹¹, 1.0×10¹², 5.0×10¹² ions/cm², or with 308 MeV Xe-ions to 1.0×10¹², 1.0×10¹³, 1.0×10¹⁴ ions/cm², respectively. Then the samples were investigated using micro-Raman spectroscopy. From the obtained Raman spectra, we deduced that Si--C bonds and sp² carbon sites were created and nano-inclusions may also be produced in the heavy ion irradiated C-doped SiO₂. Furthermore, some results show that Pb ion irradiations could produce larger size inclusions than Xe ions and the inclusion size decreased with increasing the irradiation fluence. The possible modification process of C-doped a-SiO₂ under swift heavy ion irradiations was briefly discussed.     

LD泵浦Nd3+∶GdVO4/Cr4+∶YAG固体激光器

通过合理设计，精密调控各元件和温控电流，得到了平均功率为70mW，脉冲宽度为22ns，重复频率为14 kHz，峰值功率高达230 W的Nd³⁺∶GdVO₄/Cr⁴⁺YAG绿光脉冲激光器.腔外采用望远镜系统聚焦，经KTP晶体倍频后，得到了平均功率为28.8 mW，脉冲宽度为19 ns，重复频率为14 kHz，峰值功率高达108 W的绿光激光输出，转换效率高达.指出了小光斑对倍频晶体带来的影响.     

Investigation of PL properties of C-doped SiO2/Si samples after high energy Pb ion irradiation

Amorphous SiO₂ thin films with about 400—500 nm in thickness were thermally grown on single crystalline silicon. These SiO₂/Si samples were firstly implanted at room temperature (RT) with 100 keV carbon ions to 2.0×10¹⁷, 5.0×10¹⁷ or 1.2×10¹⁸ ions/cm², then irradiated at RT by 853 MeV Pb ions to 5.0×10¹¹, 1.0×10¹², 2.0×10¹² or 5.0×10¹² ions/cm², respectively. The variation of photoluminescence (PL) properties of these samples was analyzed at RT using a fluorescent spectroscopy. The obtained results showed that Pb-ion irradiations led to significant changes of the PL properties of the carbon ion implanted SiO₂ films. For examples, 5.0×10¹² Pb-ions/cm² irradiation produced huge blue and green light-emitters in 2.0×10¹⁷ C-ions/cm² implanted samples, which resulted in the appearance of two intense PL peaks at about 2.64 and 2.19 eV. For 5.0×10¹⁷ carbon-ions/cm² implanted samples, 2.0×10¹² Pb-ions/cm² irradiation could induce the formation of a strong and wide violet band at about 2.90 eV, whereas 5.0×10¹² Pb-ions/cm² irradiation could create double peaks of light emissions at about 2.23 and 2.83 eV. There is no observable PL peak in the 1.2×10¹⁸ carbon-ions/cm² implanted samples whether it was irradiated with Pb ions or not. All these results implied that special light emitters could be achieved by using proper ion implantation and irradiation conditions, and it will be very useful for the synthesis of new type of SiO₂-based light-emission materials.     

Effect of Annealing Temperature on Electrical Properties of Ferroelectric Bi3.25La0.75Ti3O12 Capacitors

Lanthanum-modified bismuth titanate (Bi_3.25La_0.75Ti₃O₁₂, BLT) thin films arefabricated on platinized Si wafers by the sol-gel method, and the effect of annealing temperatures ranging from 650°C to 800°C on the electrical properties of Pt/BLT/Pt capacitors are investigated. It is found that polarization and leakage current of BLT capacitors strongly depend on the annealing temperature although all the capacitors demonstrate very similar characteristics, except the value of polarization, in pulse-width dependence, retention, and fatigue. Remanent polarization increases with the increase of annealing temperature, and annealing temperature of 700°C can yield thelargest remanent polarization, and then polarization decreases with increasing annealing temperature. For the 700°C annealed Pt/BLT/Pt capacitor, the remanent polarization 2P_r and the coercive field 2E_c, at an electric field of 226kV/cm, are 23.8μC/cm² and 130kV/cm, respectively. Dielectric breakdown voltages of BLT films annealed at 750°C and 800°C are much lower than those annealed at 650°C and 700°C. At 100kV/cm, the leakage currents of BLT films prepared at 650°C and 700°C are only1.5×10^-6A/cm² and 8.9×10-7A/cm², espectively. Moreover, all the Pt/BLT/Pt capacitors exhibit excellent retention properties after a cumulative time of 1× m 10⁴s and do not show any significant fatigue up to 1×10¹⁰ switching cyclesat frequency of 1MHz.     

高组份Al值的AlxGa1-x As和AlxGa1-x As/GaAs/AlxGa1-xAs/GaAs多层结构的MOCVD生长

用自制常压MOCVD系统,在半绝缘GaAs衬底上生长高Al组份Al_xGa_1-xAs（其x值达0.83）,和Al_xGa_1-xAs/GaAs/Al_xGa_1-xAs/GaAs多层结构,表面镜面光亮。生长层厚度从几十到十几μm可控,测试表明外延层晶格结构完整,x值调节范围宽,非有意掺杂低,高纯GaAs外延层载流子浓度n_300K=1.7×10¹⁵cm^-3,n_77K=1.4×10¹⁵cm^-3,迁移率μ_300K=5900cmcm²/V.S,μ_77K=55500cm²/V.S。用电子探针,俄歇能谱仪测不出非有意掺杂的杂质,各层间界面清晰平直。 对GaAs,AlGaAs生长层表面缺陷,衬底偏角生长温度及其它生长条件也进行了初步探讨。     

光纤耦合二极管端泵2 μm CW双掺)Tm,Ho∶GdVO4激光器

同YLF和YAG 基质相比,在Tm-Ho∶GdVO₄晶体中Tm³⁺离子在800 nm附近有非常强的和宽的吸收带,所以该晶体非常适合商品化的GaAlAs激光二极管泵浦.在液氮制冷晶体条件下,利用光纤耦合激光二极管及消色差光学耦合系统端面泵浦双掺5％Tm,0.5％Ho∶GdVO₄晶体,在泵浦功率14 W、泵浦波长794 nm时,实现了2.048 μm激光输出,连续运转输出功率3.6 W,相应的光光转换效率为25.7％,斜率效率26.6%.相对于吸收的泵浦功率,光光转换效率为35%.由于Tm³⁺离子间的交叉弛豫效应,泵浦量子效率达到1.3.     

Nd:GGG晶体荧光寿命的测试及受激发射截面的计算

介绍了荧光寿命的测试原理.设计了荧光寿命测试系统.利用脉冲取样技术测试了Nd:GGG晶体的荧光寿命,约为250μs.采用英国的荧光光谱仪,在室温条件下,用波长为488nm的Ar离子激光器激发Nd:GGG晶体,获得了Nd:GGG晶体的荧光光谱,计算出的Nd:GGG晶体的受激发射截面σ(λ)为21.57×10-20cm2.     

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。     

铬、钕双掺钆镓石榴石(Cr~(4+),Nd~(3+))∶Gd_3Ga_5O_(12)激光晶体光学性能的研究

用提拉法生长了掺铬、钕的钆镓石榴石(Cr4+,Nd3+∶GGG)自调Q激光晶体。报道了室温下的吸收光谱和荧光光谱特性。分析了Cr离子浓度对光谱性质的影响。比较了Cr4+∶GGG,Nd3+∶GGG和(Cr4+,Nd3+)∶GGG晶体吸收光谱的关系。测量了(Cr4+,Nd3+)∶GGG晶体和Nd3+∶GGG晶体的荧光寿命,它们分别是33μs和250μs。实验表明,(Cr4+,Nd3+)∶GGG晶体是一种非常有潜力的自调Q激光晶体,可以实现大功率激光器的小型化和全固态化。     

温度梯度法生长Nd:YAG激光晶体的核心分布

用温度梯度法生长了直径为75 mm大尺寸的Nd∶YAG激光晶体，通过退火排除了生长过程中进入晶体的碳原子. 用正交偏光显微镜观察了晶体的核心分布以及生长条纹. 测试了室温下的吸收谱并利用吸收谱研究了Nd离子在YAG晶体中的分布. 比较了温度梯度法与提拉法生长晶体的区别. 关键词： 材料 缺陷 温度梯度法 Nd∶YAG     

熔盐法生长Nd:KGW多波长激光晶体结构及光谱性能的研究

采用熔盐法,以K2W2O7为助溶剂,优化了晶体生长的工艺参数,生长出了新型稀土激光晶体Nd∶KGW。采用XRD及X射线荧光分析,确认了所得到的晶体为β Nd∶KGW晶体。通过TG DTA分析和测量,得到了其熔点及相变温度分别为1086℃和1021℃。利用红外光谱和Raman光谱确定了其分子基团的振动归属。通过测量其吸收光谱,该晶体在波长为808nm处有强吸收峰,可以与激光二极管有效地耦合。通过计算,获得了其峰值吸收截面积。测试了该晶体的荧光光谱,所得到的晶体发射波长为1.06μm和1.35μm。     

双掺杂LiNbO3:Ce:Cu晶体的光学性能

用提拉法生长出3种不同浓度的双掺杂LiNb03∶Ce∶Cu晶体,测试双掺杂晶体的红外吸收光谱、紫外可见光吸收光谱和X射线衍射谱,掺杂相对浓度较高时,紫外吸收边向长波方向红移,X射线谱峰半峰值宽度变小.测试掺杂晶体在生长态和氧化态时的衍射效率,氧化态的衍射效率比生长态衍射效率高,但响应时间较长.     

Nd3+:NaLa(WO4)2晶体的生长和光学性质

用双坩埚法从高温溶液里生长出线度达7 mm的Nd3 : NaLa(WO4)2晶体.扫描电子显微镜的观察结果表明,虽然在晶体冷却过程中经历了两个相变,但相变并未造成晶体开裂;样品的X射线衍射花样可以看出,所得晶体为纯低温四方相的Nd3 :NaLa(WO4)2．在室温下对晶体的光吸收和光发射作了测量,发现晶体在804 nm有个半高宽达到23 nm的宽吸收峰．讨算出晶体在804 nm处的吸收截面为7．24×10-20 cm2,在1057 nm处的发射截面为6．54×10-20 cm2．     

ZnO对EU:LiNbO3晶体的性能及光谱性质影响

应用坩埚下降法技术，以同成份化学摩尔分数[x（Li2O）=48．6％,x（Nb2O3）=51．4％]为原料，生长出了以不同Zn，Eu双掺杂的LiNbO3晶体。测定了晶体下部与上部的X射线衍射图（XRD）、激发光谱、荧光光谱以及声子边带谱。Zn的掺杂量对Eu^3＋离子在晶体中的分布产生很大的影响。Zn掺杂摩尔分数为3％时．Eu^3＋离子在进入品格时受到有效的压制。随着Zn掺杂摩尔分数提高，达到6％时，压制作用减弱。从Zn^2＋离子在LiNbO3中随浓度变化的分凝情况以及对Eu^3＋离子的排斥作用解释了Eu^3＋离子分布的原因。同时测定了Zn掺杂样品的声子边带谱。     

Nd~(3+):LiNbO_3晶体的坩埚下降法生长及光谱特性

以同成分化学组分比(Li2O:48.6mol%,Nb2O5:51.4mol%)为原料,Nd2O3为掺杂剂,应用坩埚下降法技术,生长了Nd3+初始掺杂为0.2mol%的LiNbO3晶体。测定了晶体的差热曲线、红外吸收光谱、紫外-可见吸收光谱,并与用提拉法技术生长的晶体性质进行了比较。观测到了Nd3+的特征吸收峰。在800nm的半导体激光激发下研究了晶体在1.06μm附近的荧光曲线和荧光寿命,观测到了1067,1080,1085,1093,1106nm五个分裂的4F3/2→4I11/2能级跃迁发射峰。测定了最强荧光峰(1085nm)的荧光寿命为351μs。与用提拉法技术生长的晶体相比,其荧光寿命得到了大幅度的变长,约为3.5倍。在密封条件下用坩埚下降法技术生长的晶体,由于在生长过程中隔绝了空气和水汽,所以在获得的晶体中具有低的OH-离子浓度,获得了长的荧光寿命。