氟硼铍酸钾晶体的生长、表面形貌和缺陷

采用自发成核方法,以KF-B2O3为助溶剂,在KBBF∶KF∶B2O3为1.5∶5.0∶0.8的体系中,较为重复地生长了尺寸较大的KBBF晶体,从中可加工出10mm×10mm×1.5mm的样品供测试和非线性谐波输出应用.晶体的理想外形由{0001}、{1010}、和{1011}三组单形构成.其宏观缺陷主要为连生、孪生、包裹体,宏观生长台阶和条纹、开裂等.并观察了晶体的表面形貌.     

紫外与深紫外非线性光学晶体的新进展

随着光刻、激光微加工以及激光光谱仪的发展,紫外与深紫外光谱区的相干光源变得越来越重要.本文简要地回顾了使用阴离子基团理论发展新型硼酸盐系列紫外与深紫外非线性光学晶体的历史,同时系统地介绍了这些硼酸盐系列晶体的线性和非线性光学性质.最后给出一些产生紫外与深紫外谐波输出的典型例子以及它们的应用.     

KBBF深紫外非线性光学晶体最新研究进展

本文系统介绍了我国KBBF深紫外非线性光学晶体的最新研究进展.包括从KBBF晶体的发现历程,KBBF晶体生长、棱镜耦合器件技术的发展,以及产生深紫外相干光源的能力,到这些深紫外相干光源的应用,尤其在超高分辨率光电子能谱仪方面的应用及最新研究成果.     

YBaNa(BO3)2晶体的助熔剂法生长与表征

采用助熔剂自发成核法,探索了生长YBaNa(BO3)2晶体的不同助熔剂体系,从中选出2Na2CO3-4H3BO3-BaCO3做助熔剂,生长了YBaNa(BO3)2晶体.采用X射线衍射(XRD),红外吸收光谱和透过光谱,差热失重分析对生长的晶体进行了表征.结果表明,晶体属于六方晶系,空间群为R3,晶胞参数为a=0.53382(2) nm,c=3.58303(19) nm.BO3-3基团存在于晶体结构中,晶体的紫外截止波长在208 nm左右,晶体在800℃时有明显的相变点.     

KBe2BO3F2的水热相变研究

研究了多种不同矿化剂对KBBF高温高压超临界水热条件下的相变的影响.归纳出KBe2 BO3 F2晶体“非整比溶解-非整比生长”的生长机制.通过这一机制对KBBF的结构多相性和非线性光学转换效率较低的问题有了新的认识.     

Na3La2(BO3)3的晶体结构

以Na2CO3-H3BO3-NaF为助熔剂,使用顶部籽晶法生长出Na3La2(BO3)3透明单晶.测定了Na3La2(BO3)3的晶体结构,该晶体属正交晶系,空间群:mm2(No.38),晶胞参数为a＝0.51580(10)nm,b=1.1350(2)nm,c=0.73230(15)nm,α＝β＝γ＝90°,V＝0.42871(15)nm3,密度:.053g/cm3.晶体结构中的硼氧基团是平面的BO3基团,BO3基团相互独立,且与Na(1)O6、Na(2)O8、Na(3)O6和La(1)O9配位多面体连结形成三维网络骨架结构.讨论了Na3La2(BO3)3的晶体结构与倍频效应的关系.     

Yb3+: Sr3Gd(BO3)3激光晶体的生长和光谱特性

采用提拉法(Czochralski)生长出了掺Yb3+的Sr3Gd(BO3)3晶体,晶体尺寸达到:25 mm×30 mm.测量了Yb3+: Sr3Gd(BO3)3晶体的吸收谱、荧光谱以及荧光寿命.Yb3+: Sr3Gd(BO3)3晶体在975 nm有一半峰宽为7 nm的强吸收峰,π谱的吸收跃迁截面σa=7.28×10-21 cm2,在1040 nm的发射跃迁截面σe=1.43×10-21 cm2.辐射寿命为1.46 ms, Yb3+浓度为13 at;时的荧光寿命f=2.14 ms,Yb3+浓度为0.5 at;时的荧光寿命f=1.21 ms.     

Yb∶YAl3(BO3)4晶体形貌与生长速度的关系

观察测量了不同生长速度(相应于不同降温速度)自发成核生长的Yb∶YAl3(BO3)4晶体形貌。粒度较大(>2mm)的晶体不管降温速度快慢形态都很简单,只发育六方柱｛1120｝和菱面体｛1011｝;粒度较小(<2mm)的晶体形态随降温速度增快而变复杂,发育一些罕见的高指数晶面。说明在生长速度较快的条件下,在晶体生长早期,一些高能面发育,在晶体生长后期已尖灭了,晶体生长的大部分时间是在低能面｛1120｝和｛1011｝上进行的。对比了不同生长条件下晶面的粗糙度,随着降温速度的增快,六方柱面｛1120｝和菱面体面｛1011｝由光滑变粗糙,顶面｛0001｝永远是粗糙的。从晶体结构上定性地探讨了3种晶面的杰克逊因子α及生长机理     

Er3+,Yb3+:YAl3(BO3)4晶体的光谱性质研究

采用助熔剂法生长了Er3+,Yb3+共掺的YAl3(BO3)4晶体,测量了晶体的室温吸收谱.由此吸收谱,根据JuddOfelt理论计算了Er3+在Er3+,Yb3+:YAl3(BO3)4晶体中的强度参数、自发辐射几率、积分发射截面等参数.强度参数为Ω2=2.44×10-20cm2、Ω4=2.00×10-20cm2、Ω6=6.10×10-20cm2.研究了晶体的荧光特性,并在976nm激光泵浦下得到了上转换绿色荧光.     

Er∶LaAl3(BO3)4晶体的生长和光谱性质研究

采用助熔剂法生长了Er: LaAl3(BO3)4晶体.LaAl3(BO3)4晶体属正交晶系,晶胞参数a=0.93586(4) nm,b=0.79904(3) nm,c=0.43626 (6) nm,V=0.34595 nm3.测量了晶体在室温的吸收光谱和荧光光谱.该晶体吸收光谱能级丰富;在1533 nm波长处有较强的荧光光谱,对应于4I13/2→4I15/2的能级跃迁;晶体的荧光寿命为2.72ms.研究了晶体的热学性质,室温时的比热容大约为0.595 J/g·℃.     

水热法生长KBBF单晶

氟代硼鈹酸钾KBe2BO3F2(KBBF)晶体是至今发现的可相位匹配的倍频波长最短的晶体.但是,由于该晶体具有很大的面间距,层状生长习性十分明显,因此,至今采用熔盐法生长的晶体厚度较薄,无法按照相位匹配方向切割成倍频器件.我们尝试了采用水热法生长KBBF晶体并获得了成功.我们采用水热法已成功地生长出了厚度达10 mm以上的透明单晶体.本文概述了水热法生长KBBF晶体的实验方法和生长条件(如矿化剂种类,温度,压力,温度梯度,充满度,开孔率等)对晶体生长的影响.最后,用负离子配位多面体生长基元理论模型讨论了晶体的生长机制与形状.     

CLBO晶体生长与紫外倍频性能研究

CLBO晶体是一种性能优良的新型激光紫外倍频晶体材料,本文采用改进的顶部籽晶法生长出大尺寸、高光学质量的CLBO晶体.用尺寸为6mm×5mm×10mm的CLBO四倍频样品测量了晶体对Nd:YAG,1064nm四倍频的紫外倍频性能,266nm激光输出功率达到780mW.针对CLBO晶体的潮解开裂问题,在CLBO倍频器工作和存放时,采用恒温加热套管保护,有效地防止了晶体的潮解开裂.     

Cr:KNSBN晶体两波耦合及其图像存储

本文以He-Ne 632.8nm激光为写入光,在非同时读出条件下,实验研究了e偏振光写入Cr:KNSBN晶体两波耦合过程中信号光和泵浦光的透射光强随时间的变化,以及单束泵浦光的透射光强随时间的变化,实验结果表明,泵浦光损失的能量几乎全部转移到了信号光方向,基本不存在散射光;并以二值化图像作为物在晶体内进行了图像存储实验,其再现图像清晰,信噪比高,没有观察到扇形光的影响.     

紫外、深紫外非线性光学晶体探索十年回顾

本文讨论了近10年来我们研究组在探索紫外、深紫外非线性光学晶体方面的经历。这些经历中有成功的一面,也有不成功的一面。成功的一面包括KBBF晶体的发现及最短倍频波的输出(184.7nm),以及最近使用的一种特殊的器件设计,使KBBF晶体能够产生有效的深紫外谐波光输出;KABO晶体的发现及厘米级晶体的获得,有可能使此晶体在Nd∶YAG激光的4、5倍频器件中得到应用。而我们没有想到的是线性和非线性光学性能均很优秀的SBBO晶体,却发现结构的完整性有问题,目前还不能得到实际的应用,在今后仍需花很大的精力去研究它。最后,我们虽然已花了10年时间,但深紫外非线性光学晶体仍旧没有得到理想的解决,还需我们继续努力。由此可见,一个科学问题的认真解决,是需要花非常长的时间。本文希望把我们研究组的近10年来的经验写出来,供大家参考,以求共勉。     

Lapping Technique of InP Single Crystal Wafer

The wafer processing of Indium Phosphide (InP) is so important that it is getting more and more attentions. Lapping is a basic step just following the ingot cutting. In this paper, the influences of various processing parameters on the lapped wafer quality and lapping rate have been checked, the double-crystal X-ray diffraction results about lapped wafers also were presented here. According to the experimental results, the optimum lapping conditions have been obtained.     

Ce:KNSBN晶体中调制光耦合研究

采用非同时读出条件下晶体两波耦合实验装置,在入射光调制下,研究了调制频率对Ce:KNSBN晶体两波耦合有效增益(G)的影响,结果显示G随调制频率的增大先增大后减小,但入射光波长不同时,G最大值对应的调制频率不同,入射光波长为632.8nm时,G最大值为20.2,对应的调制频率为100Hz;入射光波长为532nm时,G最大值为15.1,对应的调制频率为175Hz.同时研究了入射光参量对增益改善(Gm/Gf)及最佳调制频率的影响,结果显示不同入射光参量下增益改善及最佳调制频率不同,入射光波长为632.8nm时,增益改善最大为1.92,对应的最佳调制频率为100Hz;入射光波长为532nm时,增益改善最大为1.50,对应的最佳调制频率为150Hz.采用运动光栅理论对实验结果进行了解释.     

A Study of a Ferroelectric Liquid Crystal Using Second Optical Harmonic Generation

The phase-matched generation of the optical second harmonic was investigated in the chiral smectic C* phase of a classical ferroelectric liquid crystal (DOBAMBC). The phase-matching was achieved either by incidence angle or by temperature tuning. The temperature behaviour of the second order nonlinear susceptibility was studied.