大尺寸掺钛铝酸铍(Ti~(3+):BeAl_2O_4)激光晶体的提拉法生长

应用提拉法技术,采用BeO:Al2O3:Ti2O3摩尔比=100:99.85:0.15的化学组分配比,以及选用合适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T3+离子掺杂、无气泡、无云层和核心、尺寸≈Ф60mm×85mm的粉红色Ti3+:BeAl2O4大尺寸晶体。测定了Ti3+:BeAl2O4晶体的激发与荧光光谱。沿着晶体生长方向,晶体的颜色变深。在激发光谱中观测到了502 nm与567nm的激发峰,在发射光谱中观察到了发光中心为710nm的宽带荧光。两激发峰与Ti3+离子的2T2→2E能级跃迁有关,710nm的荧光峰是由振动能级2E→2T2产生的。从不同部位晶体的吸收强度和颜色变化可得到Ti3+离子在BeAl2O4晶体中的有效分凝系数小于1。     

Cr~(3 )∶MgAl_2O_4晶体的基态能级分裂及Jahn-Teller效应

构造了3d3/3d7离子在三角对称晶场中考虑自旋-轨道相互作用,自旋-自旋相互作用和自旋-其它轨道相互作用的120阶微扰哈密顿矩阵.利用完全对角化该矩阵的方法计算了Cr3 ∶MgAl2O4晶体的基态能级、零场分裂参量,理论计算值与实验值相符合.定量研究了自旋二重态对基态能级的贡献,证明该贡献是不可忽略的.定量研究了自旋-轨道相互作用、自旋-自旋相互作用和自旋-其它轨道相互作用对Cr3 ∶MgAl2O4晶体的光谱精细结构和零场分裂参量的影响,发现自旋-轨道和自旋-自旋相互作用对基态能级和零场分裂参量的影响的程度和方式是不同的,自旋-其它轨道相互作用的影响也是不可忽略的.通过理论计算值和实验值的比较,证实了在Cr3 ∶MgAl2O4晶体中Jahn-Teller效应的存在,解释了该晶体的光谱精细结构的成因.     

氧化锌晶体的水热法生长及性能表征

报道以块状氧化锌陶瓷为培养料,KOH、LiOH和H2O2的混合水溶液为矿化剂体系,采用水热法生长出尺寸为30mm×38mm×8mm的氧化锌晶体。氧化锌晶体 c(0001)和-c(0001)方向的生长速度分别为0.17,0.09mm/day。 c面的颜色为浅绿色,而-c面的颜色为深褐色。在室温下测得 c面的载流子浓度为104cm-3,电阻率为80Ω·cm,迁移率为100cm2/V·s。晶体(0001)面的双晶摇摆曲线的FWHM为45arc-sec。对氧化锌晶体 c面在室温条件下的光致发光谱和吸收光谱进行了测试分析。     

BeAl_2O_4:Cr晶体的缺陷研究

用化学腐蚀、光学显微镜、X射线形貌术以及电子显微分析等方法研究了引上法生长的BeAl_2O_4:Cr晶体中的缺陷.其结果如下:1)获得了对低指数面(100)、(010)及(001)面位错的理想腐蚀剂,2)晶体中的位错分布不均匀,位错产生的来源有二:一是从晶种中,另一是由包裹物引起.大多数位错是刃型位错,其柏格氏矢量为〈100〉方向、滑移面为(010)面.3)在晶体中常出现的包裹物如气泡,管状物及第二相沉积物,它们是由于原料中的杂质及生长过程中的组分过冷引起的.     

利用β-BaB_2O_4晶体的铜蒸汽激光倍频

本文报道用铜蒸汽激光器和β-BaB2O_4倍频晶体产生波长为255nm和289mm的紫外相干光.当输入基波的平均功率为0.5W时,可产生平均功率约3.5mW,峰值功率约7W的倍频波.倍频效率约为0.7%.整个实验装置十分简单.     

Er3+/Yb3+:KG(WO4)2的熔盐提拉法生长及光谱性能

采用熔盐提拉法生长了尺寸达30 mm×25 mm×15 mm的Er3+/yb3+KGd(WO4)2透明晶体,从中切出5 mm×5 mm×3mm大小的激光器件,在室温下测试了吸收光谱,可以观察到晶体存在366,380,489,522,651,811,980 nm等吸收峰,并对之进行了能级归属.同时在980 nm激光激发下测试了荧光光谱,可以发现在1 024,1 535 nm处存在较宽的强发射峰,其半高宽分别为60和36 nm.研究结果表明,Er3+/yb3+KG(WO4)2适合于InGaAs LD(980 nm)泵浦,有可能产生1 024 nm波段及人眼安全的1 535 nm波段的可调谐激光.     

Cr4+:Ca2GeO4激光晶体生长及结构表征

采用助熔剂法,以CaCl₂为助熔剂,生长Cr⁴⁺ :Ca₂GeO₄新型近红外可调谐激光晶体.通过X射线衍射(XRD)、激光Raman光谱、X射线光电子能谱(XPS)等方法对晶体进行结构表征.结果表明,得到的晶体为单斜晶系镁橄榄石结构的低温γ-Cr⁴⁺ :Ca₂GeO₄单晶,晶格参数为a=5.3209 (1 =0.1 nm)     

BeAl_2O_4:Cr~(3 )晶体的生长习性

分别沿α,b,c轴三种取向用提拉法生长了BeAl_2O_4:Cr~(3 )晶体,用X射线和光学方法测定了各个显露面,确定了其密勒指数,并根据PBC理论计算了各显露面的重要性,计算结果与实验结果相符。     

Ni~(2+):BeAl_2O_4晶体发光性质的研究

用时间分辨的激光诱导荧光光谱方法测量了10—300K温度范围内Ni~(2+):BeAl_2O_4晶体的红外荧光光谱和荧光寿命。通过荧光寿命的温度变化特性分析,得出~3T_(2g)态的内禀辐射衰减寿命为123±7.2μs。无辐射弛豫的Mott激活能为1147cm~(-1),并导出了此晶体发光量子效率随温度的变化关系式。Ni~(2+):BeAl_2O_4晶体具有比较快的辐射跃迁速率,且在室温(300K)时有较高的发光量子效率(0.72),用它有可能制作室温下可调谐的终端声子激光器。     

Ti:LiAlO2新型晶体的结构分析

通过研究提拉法生长的掺杂Ti浓度为0.2at%的LiAlO2晶体吸收光谱,荧光光谱和红外光谱,来分析此新型晶体的结构.分析发现光谱中仅出现了四价Ti离子的196nm的特征吸收峰,用235nm光激发得到384nm的特征发射峰;针对吸收光谱中660-820nm出现的四个弱小吸收峰提出了一个色心模型,从而解释了空气和富Li气氛处理后吸收峰消失的现象;对比纯LiAlO2晶体的红外光谱发现,Ti的掺入仅影响了[AlO4]键强,而[LiO4]及相关键强几乎不变;结合ICP测试估算出直径50mm,厚1mm的Ti:LiAlO2的Li空位为5.5×1020个.     

绿色长余辉材料MgAl_2O_4∶Mn~(2+)的合成及其发光特性

采用高温固相法在1350℃下合成了Mn2+掺杂的MgAl2O4发光材料,利用X射线衍射对所合成样品的结构进行了表征。用209nm的紫外灯照射样品后,观察到来自Mn2+的4T1-6A1跃迁的绿色长余辉发光。发光的激发光谱表明:Mn2+-3d组态内存在一系列强的激发峰,分别在279,361,386,427,451nm,同时还有209nm处的Mn-O电荷迁移带,激发该吸收带会产生很强的绿色余辉。测量了余辉的衰减曲线及热释光谱,分析了Mn2+掺杂浓度对样品余辉性质的影响,给出了余辉产生的可能模型。     

Tunable two-wavelength lasing of Ti: Al_2O_3 and its two-wave mixing in β-BaB_2O_4

A tunable Ti: sapphire laser with a symmetric two-channel dispersive resonator operated simultaneously at two wavelengths was obtained. The delay between λ_1 and λ_2 pulses did not exceed a few nanosecond. Independent tunable range of each output wavelength is 720-820nm, and the maximum wavelength difference was about 55nm. The competition and connectivity between two waves have been observed. The frequency suming and doubling of the two waves generated in BBO were also obtained.     

新型倍频晶体β-BaB_2O_4的光谱测定

低温相BaB_2O_4晶体似下简称β-BaB_2O_4)是我所寻找和培养的一种新型晶体材料.文献[1,2]报道了这种晶体材料的相图研究和结构测定. β-BaB_2O_4在紫外、可见和近红外光区具有良好的透光性能,它的透射能力甚至可以达到远紫外区的190nm.在远紫外区(波长低于 210nm),由于空气中氧对紫外光的吸收[3],给光谱测定带来了很大的困难.对该光区的光谱测定,国内还未见报道.抽真空把样品室和光路上的氧分压降低到10-2—10-3Torr[3],可以在性能较好的光谱仪器上测定145—210nm范围的光谱,因此远紫外区也称为真空紫外区.另一种办法是采用在该光区透明…     

Li_2B_4O_7晶体的晶格振动光谱

在室温下测量了Li_2B_4O_7单晶的各种振动类的偏振Raman散射谱和该晶体粉末样品的红外吸收谱(200—4000cm~(-1))。根据LO-TO劈裂的实验结果,计算出该晶体极化模的有效电荷和振子强度。通过与BBO和LBO晶体的结构和B—O伸缩振动模频率比较,得出:Li_2B_4O_7晶体可能有较大的非线性光学系数。     

Nd3+:Er3+:KY(WO4)2激光晶体的生长和光谱特性

采用熔盐法从K2 WO4助熔剂体系生长出尺寸为 4 5mm的Nd3 :Er3 :KY(WO4) 2 透明晶体。从晶体中切割出Ф3× 11 9mm的激光器件 ,测量了晶体的紫外 -近红外的吸收光谱 ,从吸收光谱图上可以看到 ,晶体存在着 974 88nm ;80 1 0 (798 12 ,80 3 95 )nm ;74 8 5 (75 3 5 ,74 3 4 9)nm ;6 5 3 6 1nm ;5 86 6 5nm ;5 18 6(5 4 5 0 3,5 2 1 32 ,4 89 35 )nm ;4 5 2 80nm ;4 0 7 81nm ;36 7 2 2 (377 2 4 ,36 6 4 ,35 8 0 2 )nm九个吸收峰带 ,对各个吸收峰带按照Er3 和Nd3 离子的能级跃迁进行了归属。同时采用Edinburgh InstrumentF92 0荧光光谱仪在室温下对晶体进行了荧光测试研究。研究结果表明 ,共掺Nd3 离子可以增强Er3 :KY(WO4) 2 对半导体激光器泵浦源 (80 0nm)的吸收。     

磁响应Fe_3O_4@PS胶体光子晶体的制备及性能研究

本文首先通过共沉淀法制备油酸修饰的磁性Fe_3O_4纳米粒子,并将其均匀分散于正辛烷中得到磁流体,然后利用一步细乳液聚合法合成了单分散Fe_3O_4@PS磁性微球。扫描电镜分析结果表明,Fe_3O_4的粒径在13nm左右,所形成的Fe_3O_4@PS微球的粒径在120~150nm左右;VSM测试结果显示所合成的Fe_3O_4@PS微球具有超顺磁性,其饱和磁化强度约为25emu/g;Fe_3O_4@PS微球表面携带明显的负电荷,其表面Zeta电势为-60mV。反射光谱测试结果表明,Fe_3O_4@PS分散于水中形成的胶体溶液在磁场作用下呈现出明亮的结构色,具有明显的带隙特征;随着磁场强度的变化,反射峰波长可在450~650nm进行调谐。     

Bi2Sr2CaCu2Oy单畴晶体的生长与结构表征

用定向凝固法生长出单畴，大尺寸的Ｂｉ２Ｓｒ２ＣａＣｕ２Ｏｙ晶体。利用Ｘ射线衍射对一单晶样品进行了全面的结构表征。实验结果表明我们的单晶不含有交生，孪晶等结构缺陷，而且更重要的是具有极小的镶嵌效应。但在这些高质量的单昌中仍然存在与调制结构相关的无序，这可能是这种层奖超导体的本征属性。     

Tb，Tm：YVO4晶体的激光性能分析

Tm：YVO4和Tb，Tm：YVO4晶体中激活离子之间或激活离子与敏化离子间的交叉弛豫、与无辐射跃迁及激光上能级的辐射跃迁的几率是相近的，对这种双掺离子晶体的激光阈值理论估算式中必须同时考虑离子间交叉弛豫。从激活离子能级跃迁速率方程和激光、抽运光传输方程推导出端面抽运的包含交叉弛豫几率等光学参量的激光阈值的理论估算式。用这些方程讨论了Tm：YVO4和Tb，Tm：YVO4的1．5μm和1．9μm波长的激光性能，并论述了Tb3 离子的作用。结果表明。Tb3 离子的的掺入，增加1．5μm波段激光的强度，降低阈值能量，但对1.9μm波长激光有负面作用。     

Tb,Tm∶YVO4晶体的激光性能分析

Tm∶YVO4 和Tb ,Tm∶YVO4 晶体中激活离子之间或激活离子与敏化离子间的交叉弛豫、与无辐射跃迁及激光上能级的辐射跃迁的几率是相近的 ,对这种双掺离子晶体的激光阈值理论估算式中必须同时考虑离子间交叉弛豫。从激活离子能级跃迁速率方程和激光、抽运光传输方程推导出端面抽运的包含交叉弛豫几率等光学参量的激光阈值的理论估算式。用这些方程讨论了Tm∶YVO4 和Tb ,Tm∶YVO4 的 1 .5μm和 1 .9μm波长的激光性能 ,并论述了Tb3+ 离子的作用。结果表明Tb3+ 离子的的掺入 ,增加 1 .5μm波段激光的强度 ,降低阈值能量 ,但对1 .9μm波长激光有负面作用