非线性光学晶体K3B6O10Br的生长与光电性能研究

采用顶部籽晶溶液生长法成功生长出尺寸为42 mm×20 mm×18 mm的高光学质量的紫外非线性光学晶体K₃B₆O₁₀Br(KBB)。根据其结构对称性要求，将KBB晶体定向加工成不同的器件切型，系统表征其光电性能。对KBB晶体电弹常数进行了系统的表征，受微观结构影响，压电常数各向异性较大，最大的压电常数d₃₃=6.69 pC/N。KBB晶体具有良好的激光频率变换、电光及压电性能，在光电子领域显示出潜在的应用前景。     

Ince-Gaussian矢量光场的产生研究

复杂空间结构矢量光场是当前光场调控领域的重要研究内容。作为一类基于椭圆坐标系的本征激光场,Ince-Gaussian(IG)光场比Laguerre-Gaussian和Hermite-Gaussian两类本征光场具有更丰富的空间自由度,是构建复杂空间结构矢量光场的基本光场之一。基于正交偏振IG偶模和奇模的空间叠加理论,通过空间光调制器分离调控偶模和奇模光场,系统地研究了不同阶数下正交偏振IG模式叠加生成的不同空间结构的IG矢量光场。对获取的矢量光场进行分析,并与理论模拟的结果进行对比,验证了并联分离调控产生IG矢量光场的可行性。     

Orientation effects on the bandgap and dispersion behavior of 0.91Pb（Zn_（1/3）Nb_（2/3））O_3-0.09PbTiO_3 single crystals

0.91Pb(Zn_1/3Nb_2/3)O₃--0.09PbTiO₃ (PZN--9%PT) single crystals with different orientations are investigated by using a spectroscopic ellipsometer, and the refractive indices and the extinction coefficients are obtained. The Sellmeier dispersion equations for the refractive indices are obtained by the least square fitting, which can be used to calculate the refractive indices in a low absorption wavelength range. Average Sellmeier oscillator parameters E_o, $\lambda$_o, S_o, and E_d are calculated by fitting with the single-term oscillator equation, which are related directly to the electronic energy band structure. The optical energy bandgaps are obtained from the absorption coefficient spectra. Our results show that the optical properties of [001] and [111] poled crystals are very similar, but quite different from those of the [011] poled crystal.     

铟钕掺杂钽酸锂单晶的生长及光学性能

采用提拉法生长了双掺杂钕离子(Nd3+)和铟离子(In3+)的同成分LiTaO3单晶。测量了该单晶的紫外-可见光吸收光谱,分析了该晶体的缺陷结构,得到了铟离子的掺杂浓度阈值。当铟离子掺杂浓度达到该阈值时,In∶Nd∶LiTaO3晶体的抗光损伤能力显著增强。铟离子取代晶体中的反位TaLi4+,使晶体光电导增大,减弱了光折变效应。In∶Nd∶LiTaO3晶体在光波长0.808μm处的吸收峰的半峰全宽为15nm,吸收截面为5.26×10-21 cm2。采用0.808μm半导体激光作为抽运源,钕离子在光波长1.06μm处出现强烈的荧光带。这些研究结果表明,In∶Nd∶LiTaO3作为多功能晶体可以应用于高功率的光子学或光电子学器件中。     

新型闪烁晶体Gd3(Al,Ga)5O12:Ce3+的研究进展

无机闪烁晶体在核辐射探测领域有重要的应用,铈掺杂铝酸钆镓(Gd3(Al,Ga)5O12:Ce,缩写为GAGG:Ce)闪烁晶体性能优良,在高能物理、γ相机等应用领域有广阔的应用前景,因此成为了当前闪烁体领域的研究热点.本文总结了GAGG:Ce闪烁晶体近年来主要的研究进展;分析了GAGG:Ce晶体的结构及其稳定性;阐述了反位缺陷对晶体发光性能的影响;通过"带隙工程"理论解释了Gd、Ga离子掺杂消除反位缺陷的机理;总结了近年来GAGG:Ce晶体生长中存在的问题及解决途径;梳理了GAGG:Ce晶体的发光机理、闪烁性能及其影响因素;对各国团队通过阳离子掺杂的"缺陷工程"理论抑制GAGG:Ce晶体闪烁衰减慢分量的研究进行分析总结;展望了GAGG:Ce闪烁晶体发展方向.     

锰掺杂近化学计量比铌酸锂晶体的电荷输运过程

用泵浦(350 nm)-探测(780 nm)法研究了轻度锰掺杂近化学计量比铌酸锂晶体的光致吸收的特征,结果表明光致吸收的暗衰减过程以扩展指数的形式衰减,并测量了饱和光致吸收、衰减时间常量和扩展因子对泵浦光光强的依赖关系.在z轴方向上加直流电场测量了紫外光照射下光伏打电流强度和光电导,发现它们与光强之间成超线性关系.实验结果可以用考虑本征缺陷能级和掺杂能级之间激发和复合的修正的双中心电荷输运模型进行定量的解释.     

掺铁近化学配比铌酸锂晶体的紫外光致吸收和弛豫过程的研究

生长了系列掺杂低铁(质量分数分别为0×10-6,3×10-6,5×10-6,10×10-6,25×10-6,50×10-6、100×10-6)的近化学配比铌酸锂(SLN)晶体,测量了它们的紫外-可见光谱,并通过477nm处的线性吸收系数估算晶体中Fe2+和Fe3+的浓度。利用抽运(365nm)-探测(632.8nm)法测量不同掺杂浓度晶体光致吸收的动态过程和稳态特性,结果表明光致吸收是以扩展指数的形式衰减的,其衰减时间常数(即小极化子的寿命)随掺杂浓度和抽运光强增加而减小,扩展指数因子随抽运光强的增加而减少。根据电子的输运方程,利用四阶龙格-库塔方法对电子输运过程进行数值求解,模拟了掺铁铌酸锂(Fe:SLN)晶体的光致吸收的全过程,与实验所得结果符合得很好。     

Orientation effects on the bandgap and dispersion behavior of 0.91Pb(Zn_1/3Nb_2/3)O₃-0.09PbTiO₃ single crystals

0.91Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-0.09PbTiO 3(PZN-9%PT) single crystals with different orientations are investigated by using a spectroscopic ellipsometer,and the refractive indices and the extinction coefficients are obtained.The Sellmeier dispersion equations for the refractive indices are obtained by the least square fitting,which can be used to calculate the refractive indices in a low absorption wavelength range.Average Sellmeier oscillator parameters E o,λ o,S o,and E d are calculated by fitting with the single-term oscillator equation,which are related directly to the electronic energy band structure.The optical energy bandgaps are obtained from the absorption coefficient spectra.Our results show that the optical properties of [001] and [111] poled crystals are very similar,but quite different from those of the [011] poled crystal.     

聚酰亚胺涂覆的光纤宏弯温度传感器

为了提高光纤宏弯温度传感器的性能,提出了一种基于聚酰亚胺(PI)涂覆的新颖光纤宏弯温度传感器。利用基于纤芯-包层-无限涂覆层结构的光纤弯曲损耗-温度测量方法确定了传感器的光纤弯曲半径,将PI薄膜涂覆在1060-XP光纤包层外获得了新型的光纤宏弯温度传感器。该传感器的温度传感实验结果表明,PI涂覆不仅能提升光纤的机械性能和耐热性,还可实现温度灵敏度和温度测量分辨能力的显著提高。该新颖的光纤宏弯温度传感器可实现-20～100℃的宽温测量范围,温度灵敏度为0.072 dB/℃,分辨能力为0.14℃。与其他光纤宏弯温度传感器相比,所设计的传感器的温度传感性能显著提高。