Growth and characterization of KBi(WO4)2 single crystals

Potassium bismuth tungstate [KBi(WO₄)₂] single crystals with dimensions up to 20 mm × 15 mm × 15 mm have been successfully grown by using the top‐seeded solution growth technique and K₂W₂O₇ as solvent. Experiments show that this crystal is unstable in a strong acid or alkali environment and has a blue fluorescence emission. The density, hardness, melting point, absorption edge, transparency range, prominent Raman shift frequency are 7.57 g/cm³, 238 kg/mm², 800 °C, 380 nm, 400–5450 nm, 868 cm^–1 respectively. (© 2007 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

Growth and spectroscopic investigation of Yb/Nd co‐doped KLu(WO4)2 laser crystals

Single crystals of Yb, Nd: KLu(WO₄)₂ (Yb, Nd: KLW) of dimensions up to 40mm× 40mm×5mm have been grown by top‐seeded solution growth (TSSG) method. X‐ray powder diffraction pattern was measured and compared with that of Nd: KLuW and Yb: KLuW. Absorption and fluorescence spectra were measured at room temperature. The Judd‐Ofelt theory was applied to analyze the spectrum of Nd, Yb: KLuW crystal. The intensity parameters Ω_t (t=2, 4 and 6) were calculated as Ω₂=20.68×10^‐20cm², Ω₄=11.04×10^‐20cm², Ω₆=6.74×10^‐20cm² respectively, with a root mean square deviation of 0.58×10^‐20 cm². (© 2007 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

CdWO4闪烁晶体的生长及其光学性能的研究

本工作生长出了φ57mm×45mm的大尺寸CdWO4单晶,并报道了该晶体的最佳生长工艺.对CdWO4原料的一次烧结物、生长炉壁的挥发物进行了XRD谱的测试分析,结果表明一次烧结可以得到基本成相的多晶料;生长原料CdO较WO3更易挥发.同时,测试了CdWO4晶体的一些光学性能,初步探讨了该晶体的发光特性,分析表明氧退火有利于提高晶体的透过率,这可能是由氧退火使氧空位减少所致.此外,该晶体的本征发光主要是由蓝、绿光所组成的.     

Growth and Optical Properties of Doped LiTaO3 Single Crystals

Single crystals of lithium tantalate (LiTaO₃) doped with Pr, Nd + Yb and Tm were grown by the Czochralski method. A thermal system with 50 mm diameter iridium crucible and two different afterheaters (active and passive) was checked with respect to temperature distribution in a pulling region. The obtained crystals were up to 20 mm in diameter and up 50 mm in length. Crystals were poled, and the Curie temperature was determined for specimens cut of from different parts of single crystals. The polarized absorption spectra, time resolved emission spectra and emission lifetime of Pr³⁺ doped LiTaO₃ crystals were measured. An intense emission from the ³P₀ level was observed. Optical properties of the Yb³⁺ ions excited by energy transfer from Nd3+ ions have been researched for LiTaO₃:Nd, Yb crystals.     

Nd∶NaY(WO4)2激光晶体生长

采用提拉法生长出了四方晶系白钨矿结构的Nd:NaY(WO4)2(简称Nd∶NYW)激光晶体,尺寸为20mm×30mm.通过TG-DTA差热分析得到晶体的熔点为1211℃,从XRD分析得到晶胞参数为a=b=0.5212nm ,c=1.1268nm ,晶胞体积V=0.3062nm3.讨论了Nd∶NYW晶体的生长工艺,给出了晶体生长的最佳工艺参数.通过比较Nd∶NaBi(WO4)2(简称Nd∶NBW)和Nd:NYW的XRD、红外光谱和拉曼光谱测试结果,认为二者结构基本相同,为四方晶系白钨矿结构、I(4)空间群.     

光折变晶体Bi2TeO5的生长及光学性能研究

采用坩埚下降法生长了新型光折变晶体Bi2TeO5,通过优化生长工艺,获得了直径25mm、长度50mm的Bi2TeO5晶体.研究了晶体开裂和变色等缺陷,测试了晶体的光学性能.测得Bi2TeO5晶体的三阶非线性光学响应时间为8.5ps,三阶非线性光学系数为7.4×10-10.     

焦硅酸镥(Lu2Si2O7:Ce)闪烁晶体的生长与发光性能研究

铈掺杂的焦硅酸镥晶体(简写为LPS:Ce)是新近发现的一种具有潜在应用价值的无机闪烁晶体.本文用提拉法成功地生长出尺寸为φ15mm×40mm的LPS:Ce晶体.XRD结构测试表明,该晶体属于单斜晶系,C2/m空间群,晶体中分布有少量的LPS和石英颗粒包裹体.对从毛坯中切割出的无色透明晶体样品在室温下分别进行了透射光谱、紫外激发、X射线激发发射光谱和衰减时间测试.结果表明,铈(Ce3+)离子掺杂使LPS晶体的紫外吸收边从175nm红移到350nm,紫外和X射线激发的荧光光谱中都可以分解出384nm和412nm两个发射峰,它们分别对应于电子从铈(Ce3+)离子的5d轨道向4f轨道的两个能级(2F5/2和2F7/2)的辐射跃迁,从衰减曲线中可以拟合出一个38.75ns的时间常数.这些发光特征与该晶体独特的晶体结构密切相关.     

水热法生长非线性光学晶体K4Gd2(CO3)3F4

采用水热法,探索了 K4Gd2(CO3)3F4晶体的析晶条件,诸如生长原料及配比、生长温度、生长周期等,并成功生长了毫米级的透明单晶.对生长的晶体进行了XRD、UV-Vis-NIR、SHG等测试,结果表明,K4Gd2( CO3)3F4晶体在380～2000 nm波段的透过率超过80;,紫外吸收截止边低于200nm;其二阶非线性光学效应约为KDP的3.5倍.     

NaY(Mo/WO4)2∶Eu3+红色荧光粉的合成和发光性能

利用固相法合成了Eu3+掺杂的NaY(Mo/WO4)2红色荧光粉,并用对所获得的样品进行了XRD和激发-发射光谱表征.研究发现随着Eu3+掺杂量逐渐增加,发光强度随之变化.当Eu3掺杂浓度为30mo1;,荧光粉具有最强的发光强度.荧光粉能被395 nm波长紫外光有效激发,发射光谱主要体现为Eu3+的5 D0→7F2电偶极跃迁的红光发射,因此适合于解决白光LED缺乏红光成分而导致的显色性差问题.研究发现适量的W6+取代Mo6+,不但可以提高荧光粉的发光强度,而且有利于改善材料的色纯度.W6的最佳掺杂浓度为10at;.在395 nm激发下,NaY(Mo0.9W0.1O4)2∶Eu3+荧光粉的色度坐标为(0.666,0.331),优于传统商业红色荧光粉Y2O2S:Eu3+.     

Nd:NaY(WO4)2激光晶体光谱性能研究

Nd:NaY(WO4)2 是一种性能优良的激光晶体.本文采用提拉法生长了Nd:NaY(WO4)2晶体,测试了该晶体的吸收光谱和光荧光光谱.结果表明,该晶体在804nm、752nm、586nm附近有较强、较宽的吸收峰,适合于LD泵浦.从光荧光光谱得到发射波长分别为1064nm和1350nm,并计算了晶体的吸收截面和发射截面.     

钛酸钡钙晶体的生长及其光学性能研究

钛酸钡钙(BCT)晶体是一种新型的光折变材料,由于其优于钛酸钡的电光性能及无室温相变的优势,使其具有更大的应用前景.本文从大量的实验中总结出生长高质量BGT晶体的生长条件,用Czochralski法生长出φ18mm×15mm的BCT晶体.通过粉末X射线衍射测定其晶格常数,由红外、紫外-可见光透射谱确定其吸收边,并通过Raman光谱等一系列实验对晶体结构及其基本光学性能进行了研究.     

大尺寸优质激光晶体Nd3+/Yb3+∶NaY(WO4)2的生长和性能研究

采用提拉法生长了尺寸为φ25 mm×100 mm的大尺寸Nd3+与Yb3+掺杂的NaY(WO4)2晶体.对晶体的生长习性进行了讨论,利用XRD对晶体进行了相分析.测试了晶体的热膨胀特性,得到了主轴方向的热膨胀系数,测得沿c轴的膨胀系数大约为a轴的两倍.在室温下测试了Yb3掺杂的NaY( WO4)2晶体的吸收谱、荧光光谱和相关能级的荧光衰减,用标准与改进的J-O理论分析了吸收光谱与荧光光谱.结果表明,Yb3+掺杂的NaY( WO4)2晶体有着较好的光谱性能参数.采用氙灯泵浦Nd3+掺杂的NaY( WO4)2,实现了1.06 μm波段786 mJ的激光输出,同时在LD泵浦下,采用LBO晶体倍频,实现了87 mW的激光输出,基频光光转换效率为25;,斜率效率为7.98;.     

Er,Yb:KGd(WO4)2激光晶体的生长

采用顶部籽晶熔盐法,以K2WO4为助熔剂生长出铒、镱共掺钨酸钆钾[Er,Yb：KGd（WO4）2简称Er,Yb：KGW]激光晶体。XRD分析结果表明晶体为低温相Er,Yb：KGW晶体,即β-Er,Yb：KGW晶体。通过差热分析测量,确定其相变温度和熔点分别为1020℃和1080℃。测量了晶体190-2000nm的室温透过光谱,结果表明除980nm的吸收谱带是Er^3＋离子和Yb^3＋离子的共同谱带之外,其余均属于Er^3＋离子。     

Growth and dichroic properties of LiBa12(BO3)7F4 crystal

The bulk crystals of LiBa₁₂(BO₃)₇F₄ were obtained from two flux compositions by the top seeded solution growth method. Crystals grown from BaCO₃:BaF₂:H₃BO₃:Li₂CO₃ = 3:3:3:1 charge were found to have a distinct linear dichroism effect at 0.35–0.65 and around 0.73 μm. This suggests application of the material in the production of polarizing filters and attenuators for visible range lasers.     

Nd~(3 )∶Sr_3Ga_2Ge_4O_(14)晶体的生长及吸收光谱

采用坩埚下降法生长了Nd3 掺杂浓度分别为 15 %、8%和 2 .5 %原子分数的Sr3 Ga2 Ge4O14 晶体 ,所得晶体最大尺寸为2 6mm× 15mm。Nd3 掺杂Sr3 Ga2 Ge4O14 晶体的特征吸收峰波长为 80 6nm ,与Nd3 离子在YAG中的特征吸收峰相比 ,向短波方向发生了微小的偏离。这是Sr3 Ga2 Ge4O14 晶格中Ga3 和Ge4 的统计分布所致。Nd3 ∶SGG晶体的这些特性将有助于泵浦效率的提高和泵浦阈值的降低 ,因此Nd3 ∶SGG晶体有望成为一种新型的LD泵浦固体激光材料。     

Nd:NaY(WO4)2晶体生长与开裂研究

本论文采用提拉法(CZ)生长了尺寸为φ15mm×20mm的Nd:NaY(WO4)2晶体,并从理论上讨论了温度梯度、提拉速度、晶体转速和晶体尺寸等工艺参数以及热应变等因素对晶体开裂的影响,给出了生长Nd:NaY(WO4)2晶体的最佳工艺参数.     

Sc:Fe:LiNbO3晶体的生长和光学性能研究

研究双掺Fe(0.03wt;Fe2O3)和Sc(0,1,2,3mol;)铌酸锂晶体全息存储性能.通过晶体红外光谱测试发现:Sc:Fe:LiNbO3晶体中Sc的掺杂浓度超过3mol;时,Sc:Fe:LiNbO3晶体的O-H吸收峰的位置从低掺杂时的3484cm-1移动到3508cm-1.采用光斑畸变法测得(3mol;)Sc:Fe:LiNbO3晶体抗光损伤能力为3.3×103 W/cm2,比Fe:LiNbO3提高了二个数量级.晶体的红外吸收光谱和抗光损伤能力显示:Sc的掺杂浓度为3mol;时具有明显的阈值特征.采用波长为632nm的He-Ne激光器作为光源,通过二波耦合方法测试晶体全息存储性能.实验表明:在一系列Sc:Fe:LiNbO3晶体中,Sc(2mol;):Fe:LiNbO3晶体能获得最佳的光折变灵敏度和动态范围.     

NaY(WO4)2:Sm3+粉末的制备及荧光性能

以柠檬酸三钠为结合剂,采用水热法结合高温烧结两步法制备了一系列NaY_1-x(WO₄)₂:xSm³⁺(x=0、0.005、0.010、0.015、0.020、0.025、0.030)粉末。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)和荧光性能(PL)对粉末的相结构、形貌、成分以及发光性能进行了表征。研究结果表明,所合成粉末为NaY(WO₄)₂的纯相,属四方晶系白钨矿结构,其形貌为3D花形。在405 nm的光激发下,NaY(WO₄)₂:Sm³⁺粉末在600 nm处具有最高的荧光强度,对应于Sm³⁺的⁴G_5/2→⁶H_7/2磁偶极跃迁,观察到橙红光发射,且Sm³⁺最佳掺杂摩尔分数为0.015时,粉末显示出最强的荧光发射强度。     

Zn:Fe:LiNbO3晶体的生长及其光学性能的研究

在LiNbO3中掺进ZnO和Fe2O3,以Czochralski技术生长Zn(7mol;):Fe(0.03;):LiNbO3,Zn(3mol;):Fe(0.03;):LiNbO3和Fe(0.03;):LiNbO3晶体.测试晶体的吸收光谱,Zn:Fe:LiNbO3晶体的吸收边相对Fe:LiNbO3晶体发生紫移.测试晶体的红外光谱,Zn(7mol;):Fe:LiNbO3晶体OH-吸收峰移到3529cm-1.测试晶体抗光致散射能力,Zn(3mol;):Fe:LiNbO3晶体抗光致散射能力比Fe:LiNbO3晶体提高一个数量级,Zn(7mol;):Fe:LiNbO3晶体比Fe:LiNbO3晶体高二个数量级.测试晶体的衍射效率和响应时间,Zn:Fe:LiNbO3晶体响应时间缩短,衍射效率降低.对吸收边和OH-吸收峰移动的机理,以及Zn:Fe:LiNbO3晶体抗光致散射能力增强的机理进行了研究.     

生长温度对KDP晶体光学性质影响的研究

用降温法在不同的温度下快速生长KDP晶体,并测量其透过光谱、光学均匀性、金属杂质含量和光散射性能.结果表明随着生长温度的提高,KDP晶体的紫外光吸收和光散射点密度明显降低,但均匀性和杂质金属离子含量并无明显变化.