钒酸盐系列激光晶体制备和性能研究

用提拉法生长了Nd∶YVO4, Nd∶GdVO4,Nd∶GdxLa1-xVO4(x=0.8, 0.6, 0.45)系列晶体,对影响晶体质量的因素进行了分析,测量了几种晶体的结构和晶胞常数;测量了Nd∶YVO4, Nd∶GdVO4, Nd∶Gd0.8La0.2VO4和Nd∶Gd0.6La0.4VO4晶体的室温吸收谱和荧光谱,用LD泵浦Nd∶YVO4, Nd∶GdVO4, Nd∶Gd0.8La0.2VO4晶体,实现了1.06μm和1.34μm的激光输出.     

Nd∶GdVO4热常数的测量和激光性能研究

中频感应加热提拉法生长了低钕掺杂的GdVO4晶体,用机械分析仪来测量Nd∶GdVO4晶体的热膨胀系数, 沿c方向的热膨胀系数为7.42×10-6/K,而沿a方向的热膨胀系数只有1.05×10-6/K,比同比Nd0.0054Y0.9946VO4晶体样品测量结果小.差示扫描热计法测量了Nd∶GdVO4晶体的比热, 298K时为0.52J/g*K.首次用激光脉冲法测量了Nd∶GdVO4晶体的室温热导率.实验表明,Nd∶GdVO4晶体沿<001>方向的热导率数值达11.4W/m*K, 比Nd∶YAG晶体高(测得10.7W/m*K),其<100>方向的热导率为10.1W/m*K.激光实验显示在较高功率泵浦激光输出上Nd∶GdVO4晶体具有比Nd∶YVO4晶体更加优良的性能.     

Nd：GdVO4热常数的测量和激光性能研究

中频感应加热提拉法生长了低钕掺杂的GdVO4晶体,用机械分析仪来测量Nd∶GdVO4晶体的热膨胀系数, 沿c方向的热膨胀系数为7.42×10-6/K,而沿a方向的热膨胀系数只有1.05×10-6/K,比同比Nd0.0054Y0.9946VO4晶体样品测量结果小.差示扫描热计法测量了Nd∶GdVO4晶体的比热, 298K时为0.52J/g*K.首次用激光脉冲法测量了Nd∶GdVO4晶体的室温热导率.实验表明,Nd∶GdVO4晶体沿<001>方向的热导率数值达11.4W/m*K, 比Nd∶YAG晶体高(测得10.7W/m*K),其<100>方向的热导率为10.1W/m*K.激光实验显示在较高功率泵浦激光输出上Nd∶GdVO4晶体具有比Nd∶YVO4晶体更加优良的性能.     

无序Nd:CNGG晶体的生长及激光性能研究

本文报道了无序晶体Nd:CNGG的生长及其激光性能.采用提拉法成功生长了绿色、透明的大尺寸Nd:CNGG晶体.在He-Ne激光器照射下,未发现散射颗粒.在半导体激光器泵浦的条件下,我们研究了其1.06μm的连续激光输出性能.在8.56 W泵浦的情况下,得到1.52 W的激光输出.     

Nd:LuVO4晶体的红外、拉曼光谱和热学特性

利用商群对称分析法分析了Nd:LuVO4晶体的晶格振动模分类,测量了Nd:LuVO4晶体的红外光谱和拉曼光谱,从测定的谱线中指认了该晶体的振动模,理论与实验符合良好.测量了Nd:LuVO4晶体的热膨胀系数,a向、b向和c向的热膨胀系数分别为 1.7×10-7/K 、1.5×10-7/K和9.1×10-7/K.测量了比热,其值约为0.48J/g·K.测量了热传导率,其值沿<100>方向为6.2W/m·K,沿<001>方向为7.9W/m·K.这些参数显示该晶体是一种热学性能优良的激光晶体.     

Cr,Nd:GSAG晶体生长、光谱及LD泵浦激光性能研究

Cr,Nd:GSAG是一种性能优良的激光晶体,但是关于它的LD泵浦激光性能的研究很少.用提拉法生长了Cr,Nd:GSAG晶体,测定了它的化学成分、结构,初步测试了它的激光性能.晶体的(111)面X射线摇摆曲线半高全宽为0.055°.采用Rietveld方法精修X射线粉末衍射谱得到了Cr,Nd:GSAG晶体的原子结构参数、温度因子等.Cr,Nd:GSAG的最强吸收峰位于808.6nm处,吸收截面为3.38×10-20cm2.808nm光激发下,Cr,Nd:GSAG的最强发射峰位于1060nm,发射截面为6.04×10-20cm2,并测得激光上能级4F3/2的荧光寿命为274μs.利用808nm连续波LD泵浦实现了1060nm的激光输出,在输入功率为8.88W时,最大输出功率为0.513W,斜效率为6.73;,光-光转换效率为5.78;.此外还讨论了Cr,Nd:GSAG晶体中的Cr3+与Nd3+之间的能量传递机理.     

Nd∶GdVO4晶体生长及其1064nm的激光特性

本文报道了用Czochralski方法生长Nd∶GdVO4晶体,测量了该晶体的偏振吸收谱和荧光谱,表明晶体在808.5nm有吸收峰,其发射波长在1064nm.晶体中掺Nd浓度的原子分数为1.56;的Nd∶GdVO4的4F3/2荧光寿命为100μs.用激光二极管泵浦1mm厚的Nd∶GdVO4晶体,得到了超过1W 1064nm的输出光,泵浦阈值为20mW,光-光转换效率为55.9;,斜效率为63;.     

Nd:GdVO_4热常数的测量和激光性能研究

中频感应加热提拉法生长了低钕掺杂的GdVO_4晶体,用机械分析仪来测量Nd:GdVO_4晶体的热膨胀系数,沿c方向的热膨胀系数为7.42×10~(-6)/K,而沿α方向的热膨胀系数只有1.05×10~(-6)/K,比同比Nd_(0.0045)Y_(0.9946)VO_4晶体样品测量结果小。差示扫描热计法测量了Nd:GdVO_4晶体的比热,298K时为0.52J/g·K。首次用激光脉冲法测量了Nd:GdVO_4晶体的室温热导率。实验表明,Nd:GdVO_4晶体沿<001>方向的热导率数值达11.4W/m·K,比Nd:YAG晶体高(测得10.7W/m·K),其<100>方向的热导率为10.1W/m·K。激光实验显示在较高功率泵浦激光输出上Nd:GdVO_4晶体具有比Nd:YVO_4晶体更加优良的性能。     

Nd3+:LiLa(MoO4)2晶体生长、光谱和激光特性

本论文报道了Nd3+:LiLa(MoO4)2晶体生长、光谱和激光特性.采用提拉法生长出尺寸为φ20×34mm3的Nd+3+:LiLa(MoO4)2晶体.应用Judd-Ofelt理论计算了Nd3+离子在Nd3+:LiLa(MoO4)2晶体中唯象强度、自发发射跃迁几率、荧光分支比、辐射跃迁寿命和荧光量子效率.Nd3+:LiLa(MoO4)2晶体的偏振吸收跃迁截面分别为9.52×10-20cm2(π-偏振)和4.46×10-20cm2(σ-偏振).它的偏振发射跃迁截面分别为0.67×10-19cm2(σ-偏振)和1.02×10-19cm2(σ-偏振).在氙灯泵浦下,获得74.4mJ的1.06μm的激光输出,激光阈值为0.676J,激光总效率和斜率效率分别为0.39;和0.48;.     

大尺寸掺钕和掺铥铝酸钇晶体的生长和退火技术

通过分析铝酸钇(YAP)晶体产生孪晶、开裂、色心和弥散性散射的原因,探讨了克服这些缺陷和问题的技术途径.采用提拉法生长了b轴方向的掺钕和掺铥铝酸钇(Nd:YAP和Tm:YAP)晶体,通过温场系统、生长工艺参数和切割工艺的优化,克服了晶体开裂的问题,晶体直径达到46mm;通过真空退火工艺,既显著减轻了紫外和可见区的色心吸收,又减小了晶体的应力,有助于克服晶体在加工过程中的开裂问题.晶体生长实验和晶体的显微观察表明:YAP晶体中的弥散状散射很可能同熔体中组分的均匀性有关,通过增大晶体的直径,增强强迫对流有助于减轻晶体中的弥散状散射.高质量b轴Nd:YAP和a轴Tm:YAP晶体已分别实现二极管泵浦大于140W的1.079μm和大于10W的1.99μm激光输出.     

Optical and structural properties of Sr-Nb-phosphate glasses

This research studied optical and structural properties of SrO-Nb₂O₅-P₂O₅ glasses containing 0 ~ 25 mol% Nb₂O₅ and 35 ~ 60 mol% SrO using spectra of UV-Vis, FTIR and XPS. Our aim was to work new moldable glasses which are colorless with high refractive index and transmittance, and their correlation with glass structure. Nb₂O₅ plays the role as an intermediate of glass formation, and transforms the role to network-former or glass-modifier depending on composition. Refractive index increases monotonically with Nb₂O₅ content at the expense of transmittance, and specific coloring which occurs in ternary compositions with the ratio P₂O₅/SrO > 1. This effect arises from much increased [Nb³⁺ and Nb⁴⁺] fraction, as quantitatively deconvoluted in Nb3d XPS spectra, in the ligand [NbO₆]_octahedral which is supported by FTIR and O1s XPS spectra. As the ratio P₂O₅/SrO ≤ 1, Nb₂O₅ is more of a network former and [NbO₆]_octahedral structure turns into [NbO₄]_tetrahedron with partial Nb-O…(Sr) bonding turns into (Nb-O-Nb)_tetrahedron, coloring disappears.     

Complexes of azobisindoles with π-organic acceptors

Complexes of azobisindoles with tetracyanoethylene and tetracyanoquinodimethane were studied by UV-Vis, FT-IR, Raman, NMR and X-ray spectroscopies. FT-IR and Raman spectra, as well as X-ray analysis, gave useful information on the participation of various sites to the association, through analysis of CN and N=N vibrational modes, while UV-Vis and NMR spectra were less helpful. The crystal structure of complexes 1-ethyl-2-phenyl-3-(1-ethyl-2-phenyl-3-azoindole)indole/TCNE,3a and 1,2-diphenyl-3-(1,2-diphenyl-3-azoindole)indole/TCNQ,5b are reported. In the two complexes, the distances between donor and acceptor planes range between 3.4 and 3.5 Å; in3a tetracyanoethylene faces the phenyl ring of the indole, while in5b the superposition of tetracyanoquinodimethane with the donor is negligible. Compound3a,P–1,a=9.504(2),b=9.513(3),c=8.941(2) Å, =97.81(4), =103.38(3), =84.14(2)°,Z=2,D _calc=2.55 g cm^–3; compound5b,P–1,a=12.648(3),b=12.205(2),c=7.263(3) Å, =103.69(2), =91.23(3), =110.61(2)°,Z=2,D _calc=2.53 g cm^–3.     

Zn3BPO7晶体的THz和红外吸收光谱

本文研究了Zn3BPO7(ZBP)晶体的THz时域光谱以及从中红外到远红外的吸收光谱,以及6.6 cm-1 (0.2 THz)～4000 cm-1宽频段的红外光谱光学性质.THz吸收光谱表明晶体在0.5～1.2 THz有较好的透射性质,在1.7 THz和2.5 THz分别存在一个泛频共振峰和基频共振峰,并且折射率稳定.在远红外区(100～2700 cm-1)晶体的透射率极小,几乎接近于零.在中红外波段(2700～4000 cm-1)晶体具有较好的透射性质.50～4000 cm-1波段的吸收规律表明ZBP晶体具有做成特定波段滤波器的潜力.     

可调谐激光晶体Cr:GSGG的光谱分析及晶场参数计算

用提拉法成功生长出了优质的Cr3+:Gd3Sc2Ga3O12晶体,测定了室温下的吸收光谱和不同温度下的荧光光谱,计算了晶场参数,发现荧光峰值及晶场参数与以前文献报道的均不相同.吸收光谱中,在458.5nm和642.5nm出现了较强的宽带吸收峰,分别对应于Cr3+的4A2→4T1和4A2→4T2的吸收跃迁,在678nm处又叠加了一个非常弱的吸收峰,对应于4A2→2T1的吸收跃迁.测试了晶体从7K到室温的荧光光谱和荧光寿命,在650～850nm范围内出现了宽带荧光,对应于Cr3+的4T2→4A2的发射跃迁.随着温度的升高,荧光峰向长波方向移动,荧光峰半高宽增大,室温下其荧光峰值在732nm,半高宽约为80nm.低温(7K)下的荧光谱中,在694nm处观察到了尖而锐的R线(零声子线),对应于Cr3+的2E→4A2的发射跃迁.由于温度猝灭效应,随着温度升高,晶体的荧光寿命降低,室温下荧光寿命约为114μs.计算了晶场强度参数Dq/B=2.49,4T2零声子能级与2E能级的间距△E为204cm-1,这些参数表明Cr3+处在较弱的晶场中,有利于4T2→4A2的宽带跃迁,Cr:GSGG晶体是较为理想的可调谐激光工作物质.     

YAG: Ce3+,Pr3+荧光粉的制备和光谱特性研究

以稀土氧化物为原料,采用高温固相反应法合成了Ce3+,Pr3+共激活的钇铝石榴石蓝光转换材料.通过X射线粉末衍射和激发、发射光谱的测试进行表征,研究了掺杂Ce3+, Pr3+的钇铝石榴石荧光粉的晶体结构和光谱特性.结果表明:产物为立方晶系的钇铝石榴石结构,可被蓝光有效激发,并且通过Ce3+,Pr3+之间的能量传递激发镨离子发光,使荧光粉的红光成分有所增加,从而有望降低白光LED的色温,提高其显色指数.     

15;Yb:YAlO3晶体的生长和光谱研究

本文采用中频感应提拉法成功生长了Yb掺杂浓度高达15;的YAlO3晶体,晶体尺寸约30mm×120mm,晶体质量较好.对生长的晶体沿垂直于b轴方向进行了切割,将样品分别在氢气和氧气中退火后进行了吸收和荧光测试.在氧气中退火后的样品具有较大的峰值吸收宽度,但同时也增加了基线的吸收系数.分析表明在940nm泵浦下,1011nm和1037nm将是实现激光输出的候选波长.     

退火温度对Ce:YAlO3单晶体的影响研究

将生长完成的Ce:YAlO2单晶体在1680℃的高温氢气气氛下退火,晶体颜色、吸收光谱和荧光光谱相对于未退火的样品均发生了变化.本文对此现象进行了分析.研究结果表明,1680℃高温氢气退火后,Ce:YAP晶体中同时包含YAP相和YAG相.     

不同Yb掺质浓度的Yb:Y3Al5O12晶体激光性能的比较

采用提拉法生长了Yb3+掺质浓度为5;原子分数、 50;原子分数和100;原子分数的Yb:Y3Al5O12(Yb: YAG)晶体,系统地分析了不同Yb3+掺质浓度晶体的吸收光谱和荧光光谱.从吸收峰和吸收系数可以看出采用940nm LD泵浦三种不同浓度的Yb:YAG晶体都比较合适.随着Yb3+离子掺质浓度的增高,晶体中出现的自吸收现象越为明显.通过对三种不同Yb掺质浓度晶体激光性能参数的计算,得出高掺质浓度Yb:YAG和YbAG晶体是有前景的激光增益介质.     

Headgroup Mobility in the Low Temperature Phase (Lσ′) of DPPC

The ¹H decoupled Phosphorus NMR lineshape of DPPC-water dispersions shows characteristic changes when passing through the three thermotropic phase transitions: subtransition (Lσ′ - Lβ′), pretransition (Lβ′ - Pβ′) and main transition (Pβ -Lα). At the subtransition the spectrum changes from a non-axial-symmetric powder spectrum (Lσ′) to an axial-symmetric one (Lβ′). The two higher phase transitions are characterized by decreases in the intrinsic ³¹P line widths and the chemical shift anisotropy.

Proton-enhanced ¹³C-spectra of the same compound, with natural isotope abundance, recorded at 76 MHz permit the resolved observation of different carbon-positions in the headgroup. In particular the N-(CH₃)₃-carbon nuclei exhibit a narrow isotropic lineshape throughout the entire observed temperature range (-20°C … 50°C). This implies that rotational motion in this moiety does not cease below the subtransition.

To summarize, the headgroup mobility in the Lσ'-phase can be described as follows: The rotation of the entire choline group about the chemical bonds between the phosphate group and the glycerol-backbone is slow on the ³¹P-NMR timescale, the N-(CH₃)₃ end of the choline moiety, however, still undergoes rapid rotational motion. This picture is in accordance with recent interpretations of our ‘H-NMR second moment analysis.     

Nd:KY(WO4)2、Nd:KG(WO4)2晶体光谱性能研究比较

在室温下测试了Nd:KYW(Nd:KY(WO4)2)、Nd:KGW(Nd:KG(WO4)2)晶体的吸收光谱,有相似性,这是由于结构相似.吸收峰位置稍有偏移,因为Nd3+离子进入晶体取代离子的半径不同,晶格对Nd3+跃迁影响大小不同.根据J-O理论计算的晶场强度参数反映了它们性质的炯异.同时测试的偏振吸收光谱,表明了明显的偏振性,不同的偏振有不同性质,同一偏振两晶体的性质存有差异.