Co2+:BeAl2O4晶体的提拉法生长及光谱特性

应用提拉法,采用合适的化学组分配比和化料过程、以及选用适宜的固液界面温度梯度与生长速度等优化工艺条件,成功地生长出了初始Co2+离子掺杂浓度为0.15mol;、尺寸φ48×85mm2的优质Co2+:BeAl2O4晶体.测定了晶体的吸收光谱,观测到496与 640nm二个主要吸收带,它们分别归属于八面体配位中Co2+的T1(4F)→4T1(4P)跃迁与四面体配位中Co2+的A2(4F)→4T1(4P)跃迁.从晶体的吸收光谱与呈现的粉红色颜色特征可推断大多数的Co2+离子取代BeAl2O4晶体中的Al3+,形成Co2+离子的八面体格位.研究了不同光波长激发下,晶体在可见光波段的荧光特征,观测到678nm波段的荧光发射,这归属于四面体格位中Co2+的电子从4T1(4P)到4A2(4F) 能级的跃迁.     

钆镱共掺杂铝酸钇晶体的生长及性能研究

采用单晶提拉法成功生长出优质的Gd³⁺/Yb³⁺共掺铝酸钇晶体。对晶体的结构、分凝系数、光谱和激光性能进行了表征,结果表明:所生长的晶体空间群为Pnma,属于正交晶系,Yb³⁺的分凝系数为1.13。从偏振吸收和荧光光谱发现,b偏振方向时,晶体在980 nm处吸收截面为2.14×10^-20 cm²,适用于InGaAs 激光二极管泵浦;在1 044 nm处的发射截面为0.39×10^-20 cm²,荧光寿命为1.638 ms。此外,对b切向的Gd/Yb∶YAP晶体进行激光实验,在1 μm处实现连续激光输出,斜率效率为23.5%,最大输出功率可达0.51 W。     

提拉法生长镓酸锂晶体及缺陷研究

研究了提拉法生长的镓酸锂单晶的生长习性和结晶质量.晶体表面呈乳白色且表面粗糙.通过光学显微镜、四晶X射线衍射、透射光谱和电感耦合等离子体发射光谱对样品进行了表征,结果表明,在(001)面的抛光样品上存在三种缺陷: [110]和[-110]方向的十字线、[010]方向排列的气泡包裹物以及平行于(010)面的界面,界面的产生起因于(010)晶面的滑移;晶体的结晶质量从顶部到底部逐渐下降,这是由于在生长过程中氧化锂的挥发导致熔体成分偏离化学计量比造成的.     

Yb,Ho∶YAG晶体的生长及光谱性能

采用中频感应提拉法成功生长出Yb (15 at%),Ho (1 at%):YAG激光晶体,研究了室温下晶体的吸收光谱,发射光谱特性和荧光寿命.吸收光谱中在938 nm处存在Yb3+的吸收带,能与InGaAs 激光二极管(LD)有效耦合,适合激光管二极抽运.荧光光谱中存在两个荧光主峰,分别位于1907 nm和2091 nm附近.研究表明:Yb,Ho:YAG晶体是一种有发展前景的激光增益介质.     

2.1μm激光晶体Cr,Tm,Ho∶YAG的生长、光谱和激光性能

采用提拉法成功生长出了优质的Cr,Tm,Ho∶ YAG晶体,并对其光谱及激光性能进行了研究.测量了晶体在350～2700 nm波段内的吸收光谱.用450 nm激光激发,测量了晶体的稳态和瞬态荧光光谱,拟合得到2.1 μm激光上能级的寿命为10.65 ms.用F-L公式计算了晶体在2.1 μm处的发射截面为6.92×10-20 cm2,并与其他Ho3+掺杂的激光晶体进行了对比.采用氙灯泵浦Cr,Tm,Ho∶ YAG晶体棒,实现2.1 μm的脉冲输出.在3 Hz和10 Hz时的激光阈值分别为33.11 J和33.88 J,斜效率均为4.5;,比市售成熟的激光棒的激光输出效率更高.     

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.     

Yb3+:YVO4晶体的生长及光谱性能研究

采用提拉法生长出光学质量优良的Yb3+:YVO4晶体,研究生长过程中工艺参数的控制.测得掺杂浓度为18.1;Yb3+:YVO4晶体中Yb3+离子的有效分凝系数Keff为0.96.测定了不同Yb3+离子掺杂浓度晶体的吸收光谱和荧光光谱,并分别计算了不同掺杂浓度下Yb3+:YVO4晶体的光谱参数.本文总结和解释了掺杂浓度影响其性能的规律,讨论了Yb3+:YVO4晶体作为激光晶体的优点.     

掺杂YCa4O(BO3)3晶体的生长与性质研究

采用提拉方法,首次使用铂坩埚在大气气氛下生长出大尺寸,高质量的非线性光学晶体YCa4O(BO3)3(YCOB).典型晶体尺寸为直径15～20mm,长度30～40mm.对晶体进行掺杂改性研究,已分别生长出掺杂浓度为5;的Nd:YCOB,Er:YCOB和掺杂浓度为20;的Yb:YCOB晶体.对沿不同方向生长的晶体的习性和缺陷进行了研究.晶体的生长是以典型的二维成核层状生长进行的.当沿方向生长时,晶体易出现(010)面孪晶及方向的解理面;而沿〈010〉方向生长时,可避免孪晶和解理面的出现.我们认为〈010〉方向为最佳生长方向.通过测量晶体的室温透过谱发现掺杂的YCOB晶体在深紫外(220nm)有较高的透过率(80;).初步的自倍频实验可观察到Nd:YCOB晶体能够在811nm的LD泵浦下产生较强的绿光,并且阈值较低.这表明掺稀土的YCOB晶体可能是一种有应用前景的自倍频激光材料.     

导模提拉法生长Tb3Sc2Al3O12(TSAG)晶体及性质表征

本文采用导模提拉法成功生长了Tb3Sc2Al3O12 (TSAG)晶体,并对所生长晶体进行了物相分析和单晶结构分析,探讨了多晶原料的烧结温度对晶体颜色的影响.Sc3+和Al3+的浓度分布测试表明,导模提拉法能较好地克服因分凝效应引起的Sc3+浓度分布不均,可以生长获得浓度分布均匀的TSAG晶体.磁光性能测试表明,Sc3+掺入对晶体在400～1100 nm波长范围内的磁光性能影响不大,所生长TSAG晶体的费尔德常数仅比Tb3Al5O12 (TAG)晶体低6; ～8;.     

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.     

Growth,etching morphology and spectra of LiAlO2 crystal

γ‐LiAlO₂ single crystal was successfully grown by Czochralski method. The crystal quality was characterized by X‐ray rocking curve and chemical etching. The effects of air‐annealing and vapor transport equilibration (VTE) on the crystal quality, etch pits and absorption spectra of LiAlO₂ were also investigated in detail. The results show that the as‐grown crystal has very high quality with the full width at half maximum (FWHM) of 17.7‐22.6 arcsec. Dislocation density in the middle part of the crystal is as low as about 3.0×10³ cm^–2. The VTE‐treated slice has larger FWHM value, etch pits density and absorption coefficient as compared with those of untreated and air‐annealed slices, which indicates that the crystal quality became inferior after VTE treatment. (© 2008 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

Growth and optical homogeneity investigations of Fe and Fe:Mn codoped LiNbO3 crystals

Lithium niobate (LiNbO₃) crystals doped with Fe and Fe:Mn were grown by Czochralski technique. The doping concentrations of Fe and Mn were optimized. Transmission studies reveal broad absorption band centered at 488 nm. The UV cutoff observed for Fe doped LiNbO₃ is 358 nm whereas for Fe:Mn codoped LiNbO₃ is 352 nm. This decrease in UV cutoff for Fe and Mn codoped LiNbO₃ compared to only Fe doped LiNbO₃ is due to the increase in Li/Nb ratio. Optical homogeneity was assessed using conoscopy and birefringence interferometry. Dark and photo conductivity measurements prove that LiNbO₃ is a negative photo conducting material. (© 2009 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

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.     

单层MXene纳米片Ti2N电磁特性的过渡金属(Sc、V、Zr)掺杂效应

二维材料MXene纳米片由于具有较大的比表面积和较高的电子迁移率而受到广泛的关注。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算,对单层MXene纳米片Ti₂N电磁特性的过渡金属(Sc、V、Zr)掺杂效应进行了系统研究。结果表明,所有过渡金属掺杂体系结合能均为负值,结构均稳定;其中Ti₂N-Sc体系的形成能为-2.242 eV,结构更易形成,且保持稳定;掺杂后Ti₂N-Sc、Ti₂N-Zr体系磁矩增大;此外,Ti₂N-Sc体系中保留了较高的自旋极化率,达到84.9%,可预测该体系在自旋电子学中具有潜在的应用价值。     

Cao.4Bao.6Nb2O6晶体的生长和低温拉曼光谱研究

采用提拉发生长了Ca0.4Ba06Nb2O6晶体,利用偏振拉曼光谱研究了Ca0.4Ba06Nb2O6晶体在低温25 ～260 K 范围内的结构稳定性.实验发现,随温度降低,NbO6六面体的内振动(v5)模的非对称性增加,由Gauss+ Lor Amp 拟合得出的相对低频(v5)模波数和相对高频(v5)模峰宽在70 ～100 K时发生突变,表明该晶体在此温度范围内可能存在相变.同时分别讨论了在x(口zz)x和x(zy)x不同偏振配置下,外振动模的相对强度比随温度的变化趋势,同样发现其在该温度范围内发生明显异常.最后简单讨论了布居因子对拉曼散射强度和实验结果的影响.     

CZ法生长参数对TeO2晶体质量的影响

本文主要讨论CZ法生长TeO2晶体中温度梯度、拉速、转速等工艺参数对晶体质量的影响,分析了晶体开裂、包裹物等宏观缺陷以及位错等微观缺陷的形成机理.从晶体形态、包裹体和位错密度变化等方面探讨了晶体生长参数与晶体缺陷之间的内在关系.     

Li_(0.067)Na_(0.933)Tb(MoO_4)_2磁光晶体的生长与磁光性能

采用Czochralski法生长了Li_(0.067)Na_(0.933)Tb(MoO_4)_2晶体,并测试了Li~+在NaTb(MoO_4)_2晶体中的有效分凝系数.由粉末X射线衍射数据计算了晶体的晶胞参数.室温下,采用消光法测试了Li_(0.063)Na_(0.933)Tb(MoO_4)_2晶体在532 nm、633 nm和1064 nm处的费尔德常数,分别为-293.6 rad·m~(-1)·T~(-1)、-200.5 rad·m~(-1)·T~(-1)和-68.6 rad·m~(-1)·T~(-1),与纯NaTb(MoO_4)_2相比,其费尔德常数均有所增加.结果表明,在1064 nm处Li_(0.067)Na_(0.933)Tb(MoO_4)_2晶体有较高的磁光优值.