Nd0.007Gd0.993VO4晶体折射率和折射率温度系数的测量

利用自准直法,在20℃到170℃温度范围和0.4880μm、0.6328μm、1.0640μm、1.0795μm、1.3414μm等波长测量了Nd0.007Gd0.993VO4晶体的折射率,得到了这种晶体的Sellmeier方程和折射率温度系数.为了验证得到结果的可靠性,利用得到的Sellmeier方程计算1.0640μm的寻常光和异常光的折射率,并与实验测量的结果进行比较,两者的差异不大于2.2×10-4,处在测量误差的范围内.测量结果表明在室温下,对1.0640μm波长的双折射率为0.2201,双折射率温度变化率为4.3×10-6/℃.因此,与YVO4相仿,这种晶体不仅是一种优秀的激光基质材料,而且是一种优秀的双折射晶体.     

含孤立MO3平面基团晶体折射率计算

本文建立了一种计算含孤立MO3 (M=B,C)平面基团晶体折射率简单可行的方法,选择部分已知折射率的含孤立MO3平面基团的晶体,采用最小二乘拟合法,定出基团各向异性极化率和其晶体环境参数,并据此计算其它晶体的折射率.对30余种晶体折射率的计算结果表明,该方法所得结果与实测值之间相差不大于3.5;.同时计算了YCa4O(BO3)3,LaCa4O(BO3)3,Ca5(BO3)3F三种单斜晶体的折射率主轴方向,其中对LaCa4O(BO3)3和YCa4O(BO3)3两种晶体,计算结果与实验值符合很好,将为该晶体未来定向提供参考.     

Mg:In:Er:LiNbO3晶体生长及波导基片光损伤的研究

在LiNbO3中掺进MgO,In2O3,Er2O3以Czochralski技术系统生长了Mg(3mol;):In(1mol;):Er(1mol;):LiNbO3,Mg(3mol;):In(2mol;):Er(1mol;):LiNbO3,Mg(3mol;):In(3mol;):Er(1mol;):LiNbO3晶体.Mg(3mol;):In(3mol;):Er(1mol;):LiNbO3晶体荧光光谱表明4I13/2→ 4I15/2(1.53μm)易实现激光振荡.采用质子交换工艺制作Mg:In:Er:LiNbO3晶体波导基片并以m线法研究Mg:In:Er:LiNbO3晶体波导基片的光损伤.发现抗光损伤能力依次为:Mg:In(3mol;):Er:LiNbO3＞Mg:In(2mol;):Er:LiNbO3＞Mg:In(1mol;):Er:LiNbO3>Er:LiNbO3.以锂空位模型研究Mg:In:Er:LiNbO3晶体抗光损伤能力增强的机理.     

Er3+掺杂钨酸铅晶体的发光和光谱特征

本试验测试了Er3 掺杂钨酸铅晶体(PbWO4:Er3 )的吸收光谱,依据J-O理论,首次计算报道了光谱项特征:J-O强度参数、量子荧光效率、荧光分支比等,Ω2=3.75×10-20cm2,Ω4=0.67×10-20cm2,Ω6=0.41×10-20cm2。计算证实,PWO:Er3 中几乎有80%的激发能量非辐射跃迁转移致4I13/2能级,4I13/2的计算寿命是5200μs,J-O计算显示,在PWO中产生4I13/2→4I15/2和发射1.53μm.有高的几率。讨论了不同浓度Er3 掺杂对于吸收系数和PbWO4晶体光学吸收边的影响,讨论了Er3 掺杂PbWO4晶体的光致发光和X射线激发发光光谱,PbWO4:Er3 晶体中存在着从PbWO4基质到Er3 离子的能量传递,发光光谱的分析表明,这种能量传递是共振能量传递。     

Er~(3+)/Yb~(3+): KY(WO_4)_2晶体光谱的各向异性分析

在室温下测量和分析Er~(3+)/Yb~(3+): KY(WO_4)_2晶体三个折射率主轴方向上的吸收光谱和荧光光谱,其吸收光谱和荧光光谱谱带强度明显呈现各向异性;用修正的Judd-Ofelt理论计算Er~(3+)/Yb~(3+): KY(WO_4)_2晶体中Er~(3+)在三个折射率主轴方向上的强度参量Ω_t (t=2,4,6)和各吸收谱带的电偶极跃迁振子强度,同时计算了Yb~(3+)在三个轴向上980 nm波长处的积分吸收截面.结果表明:Er~(3+)/Yb~(3+): KY(WO_4)_2晶体吸收光谱和荧光光谱存在各向异性,N_p轴为Er~(3+)/Yb~(3+): KY(WO_4)_2激光晶体的最佳泵浦轴向.     

Er:BaY_2F_8晶体中绿光发射的温度特性

利用温度梯度法生长了BaY2F8晶体和Er3+:BaY2F8晶体。测试了Er3+:BaY2F8晶体的室温吸收光谱以及从室温(299 K)到12 K的荧光光谱,分析了温度对Er3+:BaY2F8晶体发光强度的影响。结果表明,在375 nm泵浦光源的激发下,观察到峰值为520 nm和552 nm两种较强的绿光发射,随着温度的升高,520 nm发光峰逐渐增强而552 nm发光峰逐渐减弱;在温度为12 K时,对应于Er3+4I13/2→4I15/2的跃迁处(1.5μm附近)出现多个分立的发射峰,随着温度的升高,这些发光峰逐渐出现展宽并且峰位发生蓝移。最后利用多声子辅助跃迁以及多声子弛豫对于温度的依赖关系来解释上述现象。     

双掺Er~(3+)/Yb~(3+)∶Sr_3La_2(BO_3)_4晶体的生长与光谱特性

采用提拉法生长了尺寸为20mm×30mm的Er3+/Yb3+∶Sr3La2(BO3)4晶体,研究了Er3+/Yb3+∶Sr3La2(BO3)4晶体的吸收光谱和荧光光谱。根据Judd-Ofelt理论分析并计算了辐射跃迁几率、辐射寿命、荧光分支比等光谱参数,获得的唯象参数为:Ω2=15.59×10-20cm2,Ω4=2.25×10-20cm2,Ω6=1.49×10-20cm2。在Er3+/Yb3+∶Sr3La2(BO3)4晶体中Er3+在1533nm处发射跃迁截面为7.88×10-21cm2,Er3+的4I13/2→4I15/2能级跃迁的荧光寿命和辐射寿命分别为0.728ms和4.24ms,结果表明Yb3+对Er3+有敏化作用,提高了对泵浦光的吸收能力,Er3+/Yb3+∶Sr3La2(BO3)4晶体可望作为1.55μm波段的一种有潜力的激光材料。     

退火温度对InP晶体中Er3+离子的发光特性影响的研究

利用离子注入法,以300keV的能量,7×1014cm-2的剂量,在室温下,对(100)InP晶体进行稀土(RE)元素Er的注入;分别在600℃、650℃、700℃、750℃、800℃温度下,采用安瓿闭管恒温退火20h.二次离子质谱仪(SIMS)观测到稀土元素Er原子在InP中的分布,直到800℃时几乎没有变化;在77K温度下,观测到InP中Er3+离子的1.54μm特征光致发光(PL)峰.提出退火温度对InP中Er3+离子的光致发光强度影响的机理.     

In:Er:LiNbO3晶体生长及光损伤性能研究

在LiNbO3晶体中掺入In2O3和Er2O3,利用提拉法生长了In:Er:LiNbO3晶体,获得了In和Er在晶体中的分凝系数.通过测试晶体的吸收光谱和抗光损伤能力,确定In:Er:LiNbO3晶体中In的掺杂阈值浓度为～3mol;,In(3mol;):Er:LiNbO3晶体的抗光损伤能力比Er:LiNbO3提高3个数量级以上.研究了In的掺入使Er:LiNbO3晶体的吸收边移动和抗光损伤能力提高的机理.     

Er∶Yb∶YCOB晶体制备及其激光二极管抽运激光特性

研究了Er∶Yb∶YCa4O(BO3)3(简称Er∶Yb∶YCOB)的多晶制备和单晶生长,用提拉法生长出光学质量优良的Er∶Yb∶YCOB单晶,测量了其吸收光谱和荧光光谱,分析了其能级和泵浦原理,并进行了以激光二极管为抽运源的激光试验,实现了Er∶Yb∶YCOB晶体的在1.55μm附近110mW的激光输出,且斜效率达18.9;.     

稀土Tm3+/Yb3+共掺杂氟氧化物上转换可见发光

制备了稀土Tm3+/Yb3+共掺杂氟氧化物上转换发光材料(60TeO2-10AlF3-10PbF2-10NaF-2Tm2O3-8Yb2O3),在980nm红外光泵浦激发下,测量了样品的吸收谱、上转换荧光发射谱和上转换发光强度与激光泵浦功率的对数关系.观察到峰值为477nm蓝光和651nm红光可见发射,分别是稀土Tm3+的激发态1G4→3H6,1G4→3F4跃迁;在806nm附近,观察到较强的红外发射(3H4→3H6),分析了稀土Tm3+/Yb3+共掺杂氟氧化物上转换可见发射机制,证实了稀土Tm3+上转换发射是在稀土Yb3+的敏化作用下,通过能量传递(ET)和激发态吸收(ESA),实现了激发态1G4向基态3H6、激发态3F4跃迁的三光子吸收过程和激发态3H4→3H6的双光子吸收过程.     

LiBaBO3: Dy3+材料制备及发光特性研究

采用高温固相法制备了LiBaBO3: Dy3+发光材料.测得LiBaBO3: Dy3+材料的发射光谱为一多峰宽谱,主峰分别为486 nm,578 nm和666 nm;监测578 nm发射峰时所得材料的激发光谱为一多峰宽谱,主峰分别为331 nm,368 nm,397 nm,433 nm,462 nm和478 nm.研究了Dy3+掺杂浓度对LiBaBO3: Dy3+材料发射光谱及发光强度的影响.结果显示:随着Dy3+浓度的增大,黄、蓝发射峰强度比(Y/B)逐渐增大;LiBaBO3: Dy3+材料发光强度随Dy3+浓度的增大呈现先增大后减小的趋势,在Dy3+浓度为3 mol;时到达峰值,其浓度猝灭机理为电偶极-偶极相互作用.     

微波辅助共沉淀法制备SrCO_3∶Eu~(3+)红色荧光粉

采用微波辅助共沉淀法制备SrCO3∶Eu3+红色荧光粉,并利用XRD、SEM和PL-PLE分别对样品SrCO3∶Eu3+的物相、形貌和发光性能进行表征。研究了激发波长以及Eu3+浓度对样品发光性能的影响。结果表明,掺杂Eu3+作为红色发光中心进入到文石型碳酸锶晶格中占据非中心对称的格位。不论是以284nm为中心的Eu3+-O2-电荷迁移带跃迁激发,还是以393nm、464nm的f-f跃迁激发,样品的发射光谱均以614nm为主,对应于Eu3+的电偶极跃迁5D0→7F2,属于红色发光。随着Eu3+掺杂浓度的增大,发光强度先增加后减小,其中在284nm激发下的猝灭浓度为3mol%;在393nm和464nm激发下的猝灭浓度为12mol%。根据Dexter理论,样品的浓度猝灭机理为电偶极-偶极跃迁。这种红色荧光粉SrCO3∶Eu3+有望应用于荧光灯和白光LED领域。     

大尺寸赝三元半导体致冷材料的制备与性能

采用垂直区熔法制备了优值较高、利用率较大的直径为27mm的大尺寸P和N型Bi2Te3-Sb2Te3-Sb2Se3赝三元取向晶锭.并测试了其温差电性质,分析了制备条件对其影响.     

新型稀土发光材料Sr3-xMgSi3O10:Tb3+x的合成及性质

采用凝胶-燃烧法,在活性炭弱还原气氛下合成了新型荧光粉Sr3-xMgSi3O10: Tb3+x,通过热分析仪、红外光谱、X射线粉末衍射、X射线能量色散谱仪及荧光分光光度计等对产物的形成过程、结构、组成及发光性质进行了分析和表征.结果表明:干凝胶起火燃烧得前驱物,经900 ℃还原热处理即可得目标产物,其晶体结构与Sr2MgSi2O7相似,同属四方晶系.Sr3-xMgSi3O10: Tb3+x的激发光谱为一位于200～300 nm的宽带,主激发峰在249 nm左右;发射光谱由491 nm, 544 nm, 586 nm, 624 nm等一系列窄带发射峰组成,归属于Tb3+的5D4到7FJ (J=6,5,4,3)的跃迁.主发射峰位于544 nm,对应于Tb3+的5D4→7F5的能级跃迁,导致一种黄绿光发射.研究发现:还原温度及Tb3+掺杂浓度对发光强度有着重要的影响,并对浓度猝灭机制进行了探讨.     

Fe3+对KDP晶体光学质量的影响

金属离子Fe3+对KDP晶体的生长和光学性质有明显影响.本文在前期研究的基础上[1]系统考察了该杂质离子对KDP晶体光学质量的影响.实验结果表明,三价金属离子Fe3+会降低KDP晶体的透光率,同时对晶体均匀性和光损伤阈值也有明显影响.光损伤阈值降低的主要原因在于杂质诱发缺陷导致的电子崩电离、多光子电离(尤其是双光子电离)等过程的发生.     

碳酸盐沉淀法合成Nd3+:Y2O3激光陶瓷纳米粉体

以Y2O3粗粉、Nd2O3、硝酸和NH4HCO3为原料,通过共沉淀法制备了Nd3+:Y2O3透明激光陶瓷纳米粉体,并采用TG/DTA、XRD、FTIR、TEM以及EDS等测试方法对粉体性能进行了表征.结果表明,在先驱物中添加适量SO42-离子能减轻煅烧得到的Nd3+:Y2O3粉体的团聚,使粉体粒度均匀并呈球形分布.在1100 ℃煅烧4 h所得粉体粒度均匀,粒径在50～70 nm之间,具有较好的分散性,适合作为制备透明激光陶瓷的粉体材料.     

钙钛矿型SrSnO3纳米棒的合成

采用表面活性剂CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)辅助水热法制备了SrSn(OH)6前躯体,将SrSn(OH)6前躯体600 ℃热处理3 h合成了钙钛矿立方SrSnO3一维纳米棒.通过热重-差热分析(TG-DTA)、X射线衍射图谱(XRD)、红外光谱(IR)、透射电子显微镜(TEM)对所合成样品进行了表征.结果表明,水热体系的pH值以及水热温度是影响所得产物纯度和结晶度的重要因素.在合成过程中,表面活性剂CTAB对样品纳米棒结构的生长具有关键作用.     

Nd3+:Na3La9O3(BO3)8晶体生长和光谱性能

采用顶部籽晶法生长Nd3+:Na3La9O3(BO3)8 晶体.在室温下测试了吸收光谱、发射光谱和荧光寿命.应用Judd-Ofelt理论评价了Nd3+:Na3La9O3(BO3)8晶体的光谱性能.812 nm处较宽的吸收峰适合AlGaAs LD泵浦的吸收.分别计算了Nd3+离子的唯象强度、谱线强度、辐射寿命、荧光分支比和荧光量子效率.