非化学计量比铌酸钾锂晶体的光谱特征

用顶部籽晶法生长了一批不同组成的铌酸钾锂晶体。利用近红外cw: Ti-sapphire激光研究了三种组成的经过精细抛光的晶体样品的二次谐波性质,结果表明晶体的二次谐波效应与晶体组成密切相关,Li含量越高的样品倍频效率越高。利用红外Raman光谱技术调查了晶体非线性晶格振动特征,分析了晶体中组分离子浓度对晶体红外Raman光谱特征的影响,探讨了组分离子对晶体二次谐波性质影响的原因。结果表明,晶体中位于C格位的Li离子浓度对晶体Raman光谱产生了强烈的影响,低Li含量晶体中[NbO₆]7-八面体所对应的3个Raman特征光谱线没有峰发生分裂;当晶体中Li离子浓度增加时,ν₅所对应的Raman峰有所加宽,ν₂振动模式出现分裂峰,并在100～400 cm-1范围出现小峰数量增多;当Li离子浓度接近铁电相边界时,[NbO₆]7-八面体结构接近解体,ν₅所对应的Raman峰分裂成3个峰,ν₁和ν₂振动模式发生部分分裂,在100～400 cm-1范围小峰更为突出。这些影响的本质在于晶体中Li含量的提高导致晶体中[NbO₆]7-八面体畸变程度加大,与晶体非线性光学性质相一致。     

铌酸钾锂晶体的生长和缺陷

用电阻加热提拉法生长了一系列较大尺寸,组分离子均匀性较好的铌酸钾锂晶体.利用X射线荧光光谱法测量了不同配比的熔体中生长出的晶体组成,用同步辐射X射线测量了晶体结构,结果表明随晶体组成变化,晶体的晶格常数发生了变化.根据晶体组分离子浓度与折射率的关系研究了晶体折射率变化情况,结果表明用本方法生长的大尺寸KLN晶体,寻常折射率no在测量误差范围内没有变化,非寻常折射率ne的变化率在820nm仅为1.22×10-4/mm,在410nm仅为1.93×10-4/mm.晶体的干涉条纹证明了晶体有良好的光学均匀性.结合晶体生长实验,探讨了改进晶体组分离子浓度分布均匀性的方法,结果表明采用籽晶和坩锅向相同方向旋转可以改善晶体生长界面处组分离子浓度的波动,提高晶体组分离子均匀性.晶体的缺陷研究表明晶体结构完整性较好,位错形状与晶体结构相一致,密度为7.5×104,[001]轴是晶体的极化轴.晶体对890～960nm波长范围的cw-Ti:sapphire激光倍频结果表明晶体有良好的倍频性能.     

Li离子浓度对铌酸钾锂晶体[NbO6]7-八面体畸变的影响

用顶部籽晶法生长了一批不同组成的铌酸钾锂晶,用同步辐射X射线分析了晶体结晶特性,用Philips PW2400 X射线荧光光谱法测量了晶体的组成.对三种组成的晶体样品测量了红外拉曼光谱,分析了晶体中组分离子浓度对晶体红外拉曼光谱特征的影响,结果表明,晶体中位于C格位的Li离子浓度对晶体拉曼光谱产生了强烈的影响,影响的本质在于晶体中Li含量的提高导致晶体中[NbO6]7-八面体畸变程度加大,对八面体晶格振动产生了强烈的影响.     

掺杂钨酸铅晶体闪烁发光光谱研究

利用改进的晶体生长设备和工艺提高了PbWO₄闪烁晶体的光产额。通过对生长获得的PbWO₄、退火PbWO₄和BaF₂∶PbWO₄晶体的透过光谱,衰减时间和光产额等闪烁性质的研究,发现晶体退火和掺杂技术特别是阴离子掺杂技术能够显著提高晶体的闪烁发光性能。其中晶体掺杂全面提高了晶体的透过光谱强度,但是退火的影响较复杂。高温退火改善了PbWO₄晶体在360 nm以上波段的透过光谱的透过率,但是在320～360 nm波段其透过率反而降低。这些现象与晶体中缺陷在可见光波段产生的特征吸收有关。晶体的良好退火和掺杂提高了晶体的光产额,其中BaF₂∶PbWO₄掺杂晶体室温闪烁发光强度达到65 p.e.·(MeV)-1,接近PET的使用要求。这种提高与晶体F-离子掺杂引发晶体[WO₄]2-四面体基团畸变有关,F-离子进入该四面体产生了新的发光中心。