新型激光自倍频晶体Cr:Nd:GdCa4O(BO3)3

首次利用提拉法生长了优质铬离子敏化激光自倍频晶体Cr:Nd:GdCa4O(BO3)3(Cr:Nd:GdCOB),发现当铬离子和钕离子双掺时,由于协同效应使铬离子容易进入GdCOB晶体中,测量了Cr:Nd:GdCOB和Nd:GdCOB晶体的室温透过谱和荧光谱.Cr:Nd:GdCOB晶体在蓝紫外区比Nd:GdCOB晶体具有更强的吸收,适合于利用闪光灯泵浦.利用闪光灯泵浦分别对长度为7mm,沿最佳倍频方向(θ＝66.8°,φ＝132.6°)切割的Cr:Nd:GdCOB和Nd:GdCOB晶体进行自倍频实验.Cr:Nd:GdCOB的激发阈值为0.9J,而Nd:GdCOB的激发阈值为1.0J.在10J的输入能量时,Cr:Nd:GdCOB输出绿光能量为2.46mJ,而Nd:GdCOB输出绿光能量为1.96mJ,说明在该晶体中,铬离子对钕离子有很好的敏化作用.     

用提拉法生长的GdCa4O(BO3)3晶体的结构缺陷研究

利用相衬显微镜结合化学腐蚀法,进行了沿 010 方向提拉生长的GdCa4O(BO3)3(GdCOB)晶体中的缺陷观察.发现位错是 010 方向生长的晶体中的重要缺陷.在不同方向的晶体切片上观察了螺位错和刃位错蚀坑,位错塞积,平底蚀坑及尖底蚀坑.位错密度随晶体长度的变化而变化.在晶体的尾部观测到位错密度为103/cm2,而在晶体的初始部位位错密度很低,只有40/cm2.在晶体的X,Z及 401 方向的切片的正反两面观察到的位错蚀坑现象完全不同,可以认为GdCOB晶体为单畴极性晶体,自发极化方向沿z轴方向.     

NaBi（WO4）2晶体生长工艺研究

采用提拉法(Cz法)生长了45×40mm大尺寸钨酸铋钠(NaBi(WO4)2,简称NBW)晶体,探讨了工艺参数和晶体开裂间的关系,并根据Brice模型,讨论了晶体中的热应力、热应变和晶体尺寸、温度梯度、提拉速度、晶体转速之间的关系,设计了生长NBW的最佳工艺条件液面上下10mm内温差为0.8℃/mm,拉速2～4mm/h,转速12～18r/min,冷却速率25℃/h.     

Nd:GGG晶体生长与开裂研究

本文采用提拉法(CZ)生长了Nd:GGG晶体,并从理论上讨论了包裹物、提拉速度、晶体转速和降温速率等因素对晶体开裂的影响,最后给出了生长元开裂Nd:GGG晶体的最佳工艺参数:径向温度梯度越小越好,纵向温度梯度在0.5℃/mm,提拉速度2～4mm/h,晶体转速20～40r/min,降温速率不超过20℃/h.通过设计合理而稳定的温场、选择最佳工艺参数及退火处理等方法,较好地解决了Nd:GGG晶体开裂问题.     

CaYO(BO3)3晶体坩埚下降法生长

本文首次报道了Ca4YO(BO3)3(YCOB)晶体的坩埚下降法生长.在1600～1650℃炉温下,固液界面处的纵向温度梯度为40～60℃/cm,以0.2～0.6mm/h的生长速率,在近封闭的Pt坩埚中生长出了直径达25mm、长度超过50mm的完整透明YCOB晶体.介绍了生长工艺和原料制备,观察发现晶体中的主要宏观缺陷是包裹体.分析了包裹体生成的原因.     

GdCa4O(BO3)3:Yb晶体沿倍频方向的生长和自倍频性质

本文首次报道了利用倍频方向的籽晶生长GdCa4O(BO3)3:Yb(GdCOB:Yb)晶体,通过控制温场及生长速度可以得到高光学质量的晶体.分析了晶体的生长习性及孪晶的形成.通过与b向生长的晶体相比较,认为以倍频方向生长的晶体加工器件时,可以极大地提高利用率(从50;提高到90;).测量了晶体的室温透过谱和荧光谱.利用976nm的激光二极管及列阵二极管作为泵浦源,测量了晶体沿最佳倍频方向的激光输出及自倍频性质.     

优质DKDP晶体的点状籽晶生长及其表征研究

本文在研究DKDP溶液稳定性的基础上,采用Z切点状籽晶(5mm×5mm×3mm)生长了多块DKDP晶体,在250ml和1000ml生长瓶中分别获得了在[100]和[001]向生长速度可达到3mm/d和4.5 mm/d的点状籽晶生长优质DKDP晶体的生长条件.通过等离子体发射光谱(ICP)和紫外可见光谱分析发现DKDP晶体柱面的金属离子含量比锥面高,柱面的紫外可见吸收比锥面大.性能测试结果表明,点状籽晶全方位生长的DKDP晶体的激光损伤阈值约为5GW/cm2、半波电压约为4kV、动态消光比约为1600∶1,发现与传统方法生长晶体的性能没有明显的差别.     

YVO4双折射晶体生长及完整性分析

在较低氧分压的保护气氛中用提拉法(CZ法)生长YVO4晶体,采用自行设计的气压计,精密调节炉内的氧、氮比例,有效防止了晶体生长中的过度缺氧,生长出33mm×31mm(等径)YVO4晶体.设计了生长YVO4晶体最佳工艺条件:转速5～10r/min,拉速:2～6mm/h,生长周期:24h,液面上8mm温度梯度2.875℃/mm.用偏光显微镜对YVO4晶体的裂纹、散射颗粒、包裹物、偏心生长等缺陷进行观察,认为它们的成因主要是生长速率过快,生长环境中湿度大及晶体中存在分解和挥发性物质等.     

下降法生长的GdCOB晶体中的包裹物

本文通过对GdCOB晶体进行了光学显微观察;结合电子探针微区分析手段,讨论了Bridgman法生长所得GdCOB晶体中几类不同性质的包裹物.这些包裹物主要为富钙的固相包裹物,组分过冷形成的熔体包裹,以及气泡包裹.并分析了它们的组成和成因.     

正钒酸钙晶体的生长及退火的研究

本文报道了Ca3(VO4)2晶体的生长,指出了由于局部区域温度过高引起原料分解产生气泡,光加热浮动熔区法不适合于生长这种晶体.采用了Czochralski法在合适的温场、提拉速度为3mm/h、转速10～20r/min等工艺条件下成功地长出了φ24×38mm的晶体.通过适当的温度梯度和退火条件解决了晶体生长和加工过程中的炸裂问题.