CLBO晶体表面化学腐蚀和开裂机理的研究

硼酸锂铯(CLBO)是一种性能优良的紫外倍频晶体,但在室温大气环境中使用时晶体容易开裂,影响了它的实际应用.本文用水(或/和)甘油作为腐蚀剂,对不同取向的CLBO晶体表面进行了腐蚀,对比了表面的腐蚀图案;通过纯甘油和纯水的腐蚀剂作用对比,并结合CLBO晶体晶胞内原子的排列情况,揭示了CLBO晶体开裂的微观机理:水分子从(100)或者(010)面上的结构通道进入CLBO晶体,与Cs、Li和B原子反应,生成Cs2B10O16·8H2O、α-Li4B2O5和H3BO3,打开了CLBO晶体的键链,从而引起晶体的开裂;最后展示了CLBO晶体由于水的侵蚀而开裂的全过程.     

紫外倍频新晶体K2Al2B2O7的合成与生长

本文以高温固相反应合成了K2Al2B2O7(KABO);以自发成核的方法探索了KABO晶体生长的助熔剂体系,NaF为KABO晶体生长的最适宜助熔剂体系,适宜配比为KABO∶NaF=1∶2,讨论了籽晶方向对晶体生长的影响,[110]方向是KABO晶体生长的最佳籽晶方向;运用顶部籽晶生长技术以NaF为助熔剂成功生长出尺寸达50mm×20mm×17mm,重30g的高光学质量透明单晶.     

三硼酸锂（LBO）晶体生长基元与形貌

本文采用称重法研究了ＬＢＯ晶体中的生长速率与溶液过饱和度之间的关系，在盯同过饱和度的条件下，同一晶体的不同界面上出现了粗糙化相变和二维成核的不同生长机制，这种现象用负离子配位体生长基元的观点得到了圆满的解释。通过对溶液结构的测定，证实了溶液中存在着Ｂ－Ｏ３三角形和Ｂ－Ｏ４四面体结构。它与晶体中的配晶位结构相同喧两种配位体形成的（Ｂ３Ｏ７）＾５－与晶体中的络阴离子环相当。环状络阴离有两个非对称分布的     

大尺寸CLBO单晶的生长和性质研究

本文对生长大尺寸硼酸铯锂(CsLiB6O10,简称CLBO)单晶的生长工艺进行了探索研究,采用顶部籽晶泡生法生长出尺寸为70×25mm的CLBO透明晶体.测量了晶体的干涉图,计算其折射率变化为Δn～1.2×10-5,晶体的光学质量接近于玻璃水平(～10-6).测量CLBO单晶的结构及其光学特性.用15mm×10mm×7mm的CLBO样品,在锁模Nd:YAG激光器上做倍频实验,获得了波长为532nm的倍频光,其转换效率高达60;以上.     

新型非线性光学晶体硼酸铯锂的研究

本文用顶部籽晶泡生法生长了新型非线性晶体--硼酸铯锂(CLBO).获得了40mm的透明晶体,用非定向的CLBO晶体,初步获得二倍频转换效率η＝37;,获得335nm的激光输出1.3mJ.     

Li2B4O7晶体的生长及其性能研究

本文详细叙述了采用提拉法生长Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７晶体的原料制备和晶体生长工艺，研究并克服了晶体生长过程中出现的各种缺陷。测试了晶体的压电和声表面波性能，结果表明，Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７是一种优良的ＳＡＷ基片材料。     

掺杂CLBO晶体的生长及性能研究

本文采用顶部籽晶泡生法进行掺杂CLBO晶体的生长及性能研究.分别掺入稀土离子Nd3+、Ce3+、Eu3+,均生长出透明晶体.通过测量掺杂CLBO晶体的荧光谱和定量分析晶体中杂质含量,证实这些杂质确实已掺入CLBO晶体中. 对掺杂晶体进行了吸潮特性和倍频效应的研究,发现掺杂CLBO晶体的吸潮性能有很大的改善,激光倍频转换效率仍然很高.     

四硼酸铅晶体生长及特性研究

本文采用熔体法生长出四硼酸铅透明大单晶,最大尺寸为54mm×46mm×10mm.对它的结晶学特性进行了研究,晶体形态为沿a-c晶面延伸的厚板状;晶体的质量与生长时引晶方向有关,当(010)晶面平行于液面时,晶体生长均匀,缺陷减少.该晶体的莫氏硬度为8～8.5,化学性能稳定.晶体生长时无挥发物产生,因而减少其对环境的污染.本文测试了PbB4O7晶体的熔点、透光性、热扩散物理性质,并首次定性测试了它的非线性光学性能,其倍频信号强度与KDP相当.     

AgGaGeS_4晶体生长及性能研究

采用竖式布里奇曼法成功生长出大尺寸φ30 mm×80 mm的AgGaGeS_4单晶.X射线摇摆曲线测试结果表明该单晶结构完整.单晶元件在1.5～9.6 μm波段平均吸收系数约为0.25 cm~(-1),其中6.7～7.8 μm波段小于0.02 cm~(-1).制备的Ⅰ型相位匹配晶片元件(切角θ=43.5°, φ=0°,尺寸7 mm×7 mm×2.7 mm),在中心波长8.0305 μm基频光泵浦下,倍频输出了4.0153 μm红外激光,实验测得其实际相位匹配角为42.2°.利用波长2.05 μm、脉冲宽度20 ns的激光光源,测得其激光抗损伤阈值为270 MW/cm~2. 结合相图及温场分布对晶体生长过程中的关键问题进行了分析.     

AgGaS2晶体生长裂纹研究

从理论和实验上对AgGaS2晶体生长中易产生裂纹甚至开裂的现象与其热应力、晶体尺寸以及温度梯度、生长速率等生长参数之间的关系进行了研究.结果表明:晶体产生裂纹甚至开裂与生长速率、坩埚旋转速率、冷却速率所造成的热应力和热应变有关.采用改进的Bridgman法成功地生长出尺寸为φ12mm×30mm无裂纹的AgGaS2单晶体,给出了制备无裂纹、大尺寸AgGaS2晶体的较佳生长工艺参数.     

Nd:GGG晶体生长与开裂研究

本文采用提拉法(CZ)生长了Nd:GGG晶体,并从理论上讨论了包裹物、提拉速度、晶体转速和降温速率等因素对晶体开裂的影响,最后给出了生长元开裂Nd:GGG晶体的最佳工艺参数:径向温度梯度越小越好,纵向温度梯度在0.5℃/mm,提拉速度2～4mm/h,晶体转速20～40r/min,降温速率不超过20℃/h.通过设计合理而稳定的温场、选择最佳工艺参数及退火处理等方法,较好地解决了Nd:GGG晶体开裂问题.     

BiB3O6晶体最佳生长方向的确定

非线性光学晶体BiB3O6属单斜晶系,晶体的极性生长严重.采用不同方向的籽晶,晶体的形状、尺寸、质量和生长速度有着很大的差异.为了确定晶体的最佳生长方向,热膨胀性能被考虑.通过分析热膨胀椭球,[101]方向被确定为最佳籽晶方向.在适合的高温溶液条件和工艺参数下,沿着该方向,成功生长了尺寸为30mm×30mm×40mm、重120g的BiB3O6晶体.     

铌酸锂晶体的生长研究

近年来,铌酸锂晶体由于其自身所具有的多种优异性能和巨大的应用前景而受到了人们的广泛关注,但生长出满足不同市场要求的高质量铌酸锂单晶体比较困难.本文从晶体生长技术的角度综述了铌酸锂单晶体不同的生长方法以及各自的特点,并分析了在生长铌酸锂晶体时出现的一些问题.     

晶体生长机制和生长动力学的蒙特卡罗模拟研究

采用动力学蒙特卡罗方法,对在完整光滑界面上低过饱和度溶液中的晶体生长机制和动态过程进行计算机模拟,得到了晶体生长速率与溶液过饱和度之间的关系以及晶体生长的表面形态.对以二维成核为主要生长机制的动力学生长规律进行分析,发现了二维成核生长的生长死区以及单核生长转变为多核生长时的过饱和度临界值,讨论了热粗糙度、表面扩散、台阶平均高度以及表面尺寸对晶体平均生长速率的影响.     

掺铒硼酸钙镧晶体的合成、生长及光谱特性

本文合成并以CaO-L i2O-B2O3为助熔剂体系生长得到了掺铒硼酸钙镧(Er3 :La2CaB10O19,Er:LCB)的晶体。X射线粉末衍射分析表明,Er:LCB和LCB具有相同的晶体结构,均属于单斜晶系,C2空间群。Er:LCB晶体的熔点大约为1048℃。测试了Er:LCB晶体的吸收光谱和荧光光谱。Er:LCB晶体在790nm和970nm附近存在的吸收,对应于A lGaAs和InGaAs激光二极管输出波长,其吸收截面分别为1.94×10-20和2.39×10-20cm2。Er:LCB在1531nm附近有发射峰最强,峰宽为16nm。其荧光寿命为0.37m s。     

硼酸锶钡(Ba0.87Sr3.13B14O25)晶体的生长、结构和性质研究

本文报道了一种新的硼酸盐化合物-Ba0.87Sr3.13B14O25,采用泡生法已生长出尺寸为35mm×25mm×5mm的晶体.该晶体为单斜晶系,C2/m空间群,a=1.6425(3)nr,b=0.77739(16)nm,c=1.6665(3)nm,β=119.22(3)°,Z=4.结构中B3O8六元环通过O原子和BO3三角形相互连接,构成三维的硼氧阴离子骨架,金属阳离子占据多面体间的空隙.测量了BSBO晶体的透过谱,该晶体的显微硬度为578kg/mm2.     

用于红外变频的大尺寸AgGaS2晶体生长

在红外变频非线性光学应用中需要高光学质量大尺寸AgGaS2晶体元件.我们采用改进的Bridgman方法生长直径28mm、长度60～80mm的晶体棒.成功生长的关键是要采用C向籽晶.[001]籽晶生长的晶体中很少发现裂纹、聚片孪晶等宏观缺陷.在Ag2S共存下的热处理能有效地排除晶体中的异相沉淀,显著改善透明度.我们制备的Ⅰ型相位匹配8mm×10mm×16mm和5mm×5mm×15mm?AgGaS2晶体元件分别成功地应用于差频、和频激光实验.