铌锌酸铅-钛酸铅单晶的生长及性能

本文系统地研究了(1-x)Pb(Zn_1/3Nb_2/3)O₃-xPbTiO₃(PZN-PT)单晶的光学透过率与结晶取向和组分的关系,发现四方相单晶的透过率明显大于三方相和准同型相界(MPB)。[001]方向极化的四方相PZN-12%PT单晶在0.5~5.8 μm的波段范围内,未镀增透膜的晶片透过率约为65%;准同型相界处PZN-8%PT单晶沿[011]方向极化的单晶透过率高于[001]和[111]方向。随着PT含量变高,单晶带隙逐渐变小。本文中还测量不同组分单晶的折射率,和大多数ABO₃型钙钛矿结构化合物相似,PZN-PT单晶的折射率较大,随着波长的减小其值迅速增大。晶体的色散现象明显,拟合得出各组分晶体的色散方程。利用塞纳蒙补偿法和双光束干涉法测量了电光系数,PZN-PT单晶的电光系数较大,在准同型相界附近其值达到极大,[001]方向极化PZN-8%PT单晶有效电光系数为460 pm/V,比广泛应用的铌酸锂高出20倍。四方相PZN-12%PT单晶有效电光系数为138 pm/V,在20~80 ℃范围内其值变化不大。良好的透光性能和优异的电光性质,使PZN-PT单晶可以满足高速低功耗电光器件的要求。     

四方相铌镁酸铅-钛酸铅单晶的声光特性研究

准同型相界附近的弛豫铁电单晶体具有较大的压电效应,因而得到了广泛地研究.一般而言,具有较大铁弹响应的材料也具有较高的声光效应.尤其是大的晶格参数变化和应力所致相变可以同时产生大的折射率变化,二者可以同时提高声光效应.本文在马赫-曾德尔干涉光路中对晶体样品施加单轴应力,测量得到了0.65Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.35PbTiO3(0.65PMN-0.35PT)单晶的声光系数π.研究结果表明,该单晶表现出了极高的声光系数,例如,π33达到了15.2×10-12 m2/N.这些研究结果表明,弛豫铁电单晶是激光束偏转器和声光调制器的优选材料.     

高效率599 nm Ba(NO3)2外腔喇曼激光器

橘黄色波段固体激光器在基于荧光探测的生物医学诊断和显示等众多方面有着广泛的实际应用. 报道了利用532 nm的Nd∶YAG倍频激光抽运外置喇曼腔内的硝酸钡晶体,获得高效率的599 nm橘黄色喇曼激光的实验结果.对外置喇曼腔实验装置和运转参量进行了优化,喇曼振荡腔由对二阶斯托克斯光有最优化反射率的腔镜构成,对实验中所得到的二阶斯托克斯喇曼激光脉宽压缩及出现双尖峰的现象进行了分析.当抽运光功率达到4.1 W时,获得二阶斯托克斯喇曼激光功率为710 mW,输出光中心波长为599.38 nm,半峰全宽（FWHM）为1.1 nm,激光器最大光光转换效率为17.5%,斜率效率为24.8%.     

基于铈钆共掺杂YAG单晶荧光片的高光效白光LED

为了满足高功率白光发光二极管(Light-Emitting Diode,LED)对荧光体的高性能要求,对白光LED用Cex Gd:YAG单晶荧光材料的制备和光学、电学、热学特性进行了研究.采用提拉法生长了CexGd:YAG(x=0.02,0.04,0.06,0.08)单晶,并借助于X射线衍射(XRD)、吸收光谱、发射光谱等对晶体的光谱特性进行了表征,同时也测试分析了相对荧光强度随温度的变化关系、基于不同Ce3+浓度Cex Gd:YAG单晶的白光LED性能参数.结果表明Cex Gd:YAG单晶在450 nm的蓝光激发下,产生一个500～650 nm的宽峰发射,在100℃高温下,其荧光光强比商用荧光体粉末高出10;.当Ce3+浓度为6;时,采用Cex Gd:YAG单晶荧光片的白光LED光效高达153 lm/W,是Ce:YAG和树脂荧光材料白光LED的两倍多.Cex Gd:YAG单晶荧光片,具有更高更稳定的荧光光强,制作的白光LED光效有明显提升,有望成为新型的商用荧光体.     

High-efficiency 1598.5-nm third Stokes Raman laser based on barium nitrate crystal

A high-efficiency eye-safe Raman laser was demonstrated by use of the third Stokes radiation in a Ba(NO_3)_2 crystal pumped by a 1064-nm Nd:YAG laser. The output wavelength of the Raman laser was 1598.5 nm with a full-width at half-maximum (FWHM) of 1.5 nm. With an incident pump energy of 140 mJ, a maximum of 18-mJ Raman output energy was generated at a repetition rate of 30 Hz, corresponding to an optical-to-optical conversion efficiency of 12.9%. The Raman pulse duration was shortened to 2.9 ns compared with that of the pump pulse of 19.3 ns. The eye-safe solid-state Raman laser is expected to have wide applications in range-finding, telemetry, laser radar, and other aspects.     

Ba(NO3)2晶体受激拉曼散射的角度分布和脉冲压缩

报道了利用重复频率为30 Hz，波长为532 nm 的Nd∶YAG倍频激光单次通过抽运硝酸钡（Ba(NO3)2）晶体（晶体由水溶液降温法生长，长度为48 mm，横截面为10 mm×10 mm），获得高效率的一阶（563 nm），二阶（599 nm）和三阶（639 nm）斯托克斯光的实验结果.硝酸钡晶体沿着［110］晶轴方向切割.观测到一、二、三阶斯托克斯光呈锥形环分布，一、二、三阶斯托克斯光的散射外边缘与抽运光轴线间的夹角大小分别为1.7°，3.5°，5.0°.同时也观测到Ba(NO3)2的SRS角度分布与抽运光强度无关.定性分析认定,Ba(NO3)2的SRS角度分布主要是由相位匹配过程决定的.测得抽运光、一、二、三阶斯托克斯光的脉宽分别为11.6 ns，9.8 ns，8.4 ns和4.5 ns.当抽运光功率密度约为150 W/cm2时，获得一、二、三阶斯托克斯光的最大光光转换效率，分别为33.5%，8.8%和3.4%. 此外，由于晶体中的热沉积效应，观察到了Ba(NO3)2晶体的SRS转换效率饱和现象.     

532 nm激光泵浦硝酸钡晶体产生外腔拉曼激光

 由于硝酸钡晶体具有很强的对称振动(频率1 047 cm^-1)和较高的拉曼增益，可以用来产生受激拉曼激光。采用单端泵浦的外置拉曼振荡腔与双棱镜分光装置进行了硝酸钡晶体拉曼激光实验，泵浦源为倍频Nd: YAG的532 nm激光，硝酸钡晶体通过水溶液降温法生长，尺寸为10 mm×10 mm×48 mm，采用特殊镀膜的腔镜对各阶斯托克斯光进行优化选择。在泵浦源达到65 mJ时，获得21 mJ一阶斯托克斯光，输出波长为563 nm，以及16 mJ的二阶斯托克斯光，输出波长为599 nm，受激拉曼散射SRS最大的整体转换效率（包含一阶、二阶斯托克斯光之和）为56.3%。     

高效率,窄脉冲1 198.5 nm Ba(NO3)2喇曼激光器

利用1064nm的Nd∶YAG激光抽运振荡腔内的硝酸钡晶体,获得高效率、窄脉冲的喇曼激光输出.硝酸钡晶体由水溶液降温法生长,长度为48 mm.喇曼振荡腔由对抽运光、一阶、二阶斯托克斯光有不同反射率的双色平面镜构成.当抽运光功率达到4.5 W时,获得最高的一阶斯托克斯喇曼激光功率为1.48 W,相应的转换效率为32.9%,并测得斜率效率为40%.由于受激喇曼散射的作用,喇曼脉冲光由抽运脉冲光的19.8 ns压缩为2.4 ns,获得的喇曼激光脉冲波形具有的“上升沿陡峭、下降沿缓慢”的特性,对其形成过程作了定性分析.测得喇曼激光的波长为1 198.5 nm,半峰全宽（FWHM）为1.2 nm.