Cr:iSrAlF6晶体生长及其性能表征

本文报道了布里奇曼法生长的高品质Cr:iSrAlF6 晶体及其激光特性.采用固相氟化反应除去原料中的氧化物和水.在较小的温度梯度和较慢的生长速率下生长出的Cr:iSrAlF6晶体尺寸达到φ20mm×130mm.均匀的Cr3+掺杂浓度为1～15mol;.从XRD谱图计算出的Cr:iSAF晶体点阵参数为a=0.502nm,c=0.967nm.测试了晶体的吸收曲线,并分析了其吸收与能带结构的关系.实现了闪光灯泵浦的Cr:iSAF激光器运转,激光转换斜效率达到5.85;.     

Cr：LiSrAIF6晶体生长及其性能表征

本文报道了布里奇曼法生长的高品质Cr：LiSrAlF6晶体及其激光特性。采用固相氟化反应除去原料中的氧化物和水。在较小的温度梯度和较慢的生长速率下生长出的Cr：LiSrAlF6晶体尺寸达到q20mmX130mm。均匀的C1^3 掺杂浓度为1～15mol％。从XPD)谱图计算出的Cr：LiSAF晶体点阵参数为a=0．502nm，c=0．967nm。测试了晶体的吸收曲线，并分析了其吸收与能带结构的关系。实现了闪光灯泵浦的Cr：LiSAF激光器运转，激光转换斜效率达到5．85％。     

Cr3+:LiSrAlF6的晶体生长及其激光性能研究

采用坩埚下降法生长了Cr3+:LiSrAlF6(Cr:LiSAF)晶体.以功率为900mW,波长为488nm的单线氩离子激光泵浦6mol;的Cr:LiSAF晶体,实现了Cr:LiSAF激光器的飞秒级自锁模运转,得到了脉冲宽度为40fs,重复频率为100MHz,平均输出功率为45mW的稳定的锁模脉冲序列.用闪光灯泵浦1mol;的Cr:LiSAF激光棒,在输入能量为120J时,得到了1270mJ的激光输出,斜效率达2.27;.     

Cr3+∶LiSr0.8Ca0.2AlF6晶体生长及其激光特性

在国内首次用提拉法成功地生长出大尺寸改性的Cr∶LiSAF晶体Cr3+∶LiSr0.8Ca0.2AlF6,晶体毛坯尺寸达25mm×130mm.测量了该晶体在室温下的吸收及发射光谱,并实现了其闪光灯泵浦条件下的激光运转.单灯泵浦最大输出能量5.2J,激光阈值35.7J.     

Cr,Nd:GSAG晶体生长、光谱及LD泵浦激光性能研究

Cr,Nd:GSAG是一种性能优良的激光晶体,但是关于它的LD泵浦激光性能的研究很少.用提拉法生长了Cr,Nd:GSAG晶体,测定了它的化学成分、结构,初步测试了它的激光性能.晶体的(111)面X射线摇摆曲线半高全宽为0.055°.采用Rietveld方法精修X射线粉末衍射谱得到了Cr,Nd:GSAG晶体的原子结构参数、温度因子等.Cr,Nd:GSAG的最强吸收峰位于808.6nm处,吸收截面为3.38×10-20cm2.808nm光激发下,Cr,Nd:GSAG的最强发射峰位于1060nm,发射截面为6.04×10-20cm2,并测得激光上能级4F3/2的荧光寿命为274μs.利用808nm连续波LD泵浦实现了1060nm的激光输出,在输入功率为8.88W时,最大输出功率为0.513W,斜效率为6.73;,光-光转换效率为5.78;.此外还讨论了Cr,Nd:GSAG晶体中的Cr3+与Nd3+之间的能量传递机理.     

Cr3+:LiCaAlF6晶体生长和激光特性

首次报道熔体提拉法生长Cr:LiCAF(Cr3+:LiCaAlF6)晶体的生长工艺,研制出质量较好的晶体尺寸达20～25×90～120mm.测定了晶体对809nm红外波段的吸收系数μ为10-2量级,晶体中无OH-.Cr:LiCAF可调谐灯泵激光器获得的宽带能量输出1.6J,阈值50.5J,调谐范围为730～848nm,用KD*P调Q,单脉冲宽度48ns,峰值功率达1.3×106W.     

Cr:Nd:YCa4O(BO3)3光谱参数的计算

采用Czochralski法生长了透明均匀的Cr:Nd:YCaO(BO3)3晶体,生长的晶体尺寸为φ42.5×50mm,生长参数为提拉速度为0.6mm/h,转速为25r/min.测定了其室温吸收谱.根据Judd-Ofelt理论拟合了Nd3+离子的强度参数Ωλ:Ω2=0.734×10-20,Ω4=6.814×10-20,Ω6=2.476×10-20;并计算了各能级跃迁的自发辐射跃迁几率、辐射寿命、荧光分支比.其中4F3/2能级的寿命τtot=271.64μs,4F3/2→4I9/2的荧光分支比βc=58.01;.并对实验结果进行了讨论.     

新型激光自倍频晶体Cr:Nd:GdCa4O(BO3)3

首次利用提拉法生长了优质铬离子敏化激光自倍频晶体Cr:Nd:GdCa4O(BO3)3(Cr:Nd:GdCOB),发现当铬离子和钕离子双掺时,由于协同效应使铬离子容易进入GdCOB晶体中,测量了Cr:Nd:GdCOB和Nd:GdCOB晶体的室温透过谱和荧光谱.Cr:Nd:GdCOB晶体在蓝紫外区比Nd:GdCOB晶体具有更强的吸收,适合于利用闪光灯泵浦.利用闪光灯泵浦分别对长度为7mm,沿最佳倍频方向(θ＝66.8°,φ＝132.6°)切割的Cr:Nd:GdCOB和Nd:GdCOB晶体进行自倍频实验.Cr:Nd:GdCOB的激发阈值为0.9J,而Nd:GdCOB的激发阈值为1.0J.在10J的输入能量时,Cr:Nd:GdCOB输出绿光能量为2.46mJ,而Nd:GdCOB输出绿光能量为1.96mJ,说明在该晶体中,铬离子对钕离子有很好的敏化作用.     

Cr3+∶LiSrAlF6晶体的太赫兹-红外光谱研究

实验测量了室温下掺铬氟铝酸锶锂(Cr3+∶LiSrAlF6,LSAF)晶体0.1～3 THz的时域光谱,以及50～4000 cm-1范围内的红外光谱.结果分析表明:在0.2～1.5 THz波段LSAF晶体的吸收系数小于30 cm-1,折射率在0.5～1.5之间变化.红外波段内从30～1238 cm-1为声子吸收带,透射率几乎为零.最高的纵光学模声子的频率大约是1238cm-1,由此求出这支声子的Al-F键的力常数为5.0288 N·cm-1.     

1英寸Cs2LiLaBr6∶Ce闪烁晶体的生长及性能研究

Cs₂LiLaBr₆∶Ce(CLLB∶Ce)晶体n/γ双读出闪烁性能优异,其实用化瓶颈在于大尺寸、高光学质量晶体的生长。本研究采用非化学计量比配比,避开CLLB∶Ce非一致熔融组分区域,通过改进研制坩埚下降法晶体生长炉,并优化温度场和降低坩埚下降速度等晶体生长工艺,从而克服组分过冷,保持生长界面稳定,得到了直径1英寸(1英寸=2.54 cm)的CLLB∶Ce晶体毛坯,等径透明部分长度达40 mm,单晶比例由52%提高至79%,可见光区光学透过率达到70%以上。在¹³⁷Cs激发下能量分辨率达3.7%,在²⁵²Cf激发下晶体的品质因子达到1.42,可以很好地甄别中子和γ射线。     

Cr,Yb,Ho:YAGG可调谐激光晶体生长及开裂研究

本文采用提拉法生长了Cr,Yb,Ho:YAGG可调谐激光晶体,并从理论上讨论了热应力、提拉速度、晶体转速和降温速率等因素对晶体开裂的影响,最后给出了掺铬、镱和钬钇铝镓石榴石激光晶体生长的最佳工艺条件:温度梯度为0.5℃/mm,提拉速度1～2mm/h,晶体转速20～40r/min,冷却速率不超过20℃/h.     

工业晶体生长

本文考察了一些典型的晶体材料及其工业生长技术,如提拉法生长硅单晶,水热法生长水晶,VGF法生长GaAs,下降法生长锗酸铋,壳熔法生长锆石等,探讨了工业晶体生长的特点和发展方向.     

基质组分配比对Cs2LiYCl6∶Ce晶体生长及闪烁性能的影响

Cs₂LiYCl₆∶Ce(CLYC∶Ce)是一种具有良好能量分辨率、高光输出,以及优秀的中子/伽马分辨能力的新型闪烁晶体,但因其组分复杂,晶体生长很困难。本文使用坩埚下降法分别生长了LiCl占57%、60%和63%(摩尔分数)及CsCl与YCl₃比例为1.9∶1和2.1∶1共5种不同组分配比的CLYC晶体,发现LiCl占比为60%的组分得到的CLYC相体积占比最大,而改变CsCl与YCl₃的比例对晶体生长没有明显的积极作用。5 mm×5 mm×5 mm和φ25 mm×10 mm样品在¹³⁷Cs激发下的能量分辨率分别为4.8%和5.6%。CLYC晶体在662 keV伽马射线激发下的闪烁衰减时间为17 ns、436 ns和3 603 ns。     

大尺寸氟化钡晶体的生长

通过软件模拟设计合理的炉体温场结构,并对晶体原料的提纯及生长工艺条件进行优化,采用改进的坩埚下降法成功地制备出了大尺寸、高质量的氟化钡晶体.晶体的透过率在0.2 ～10 μm波长范围内高于85;,最高透过率约为94;.     

KMgF3晶体的生长研究

本文采用Bridgman方法生长了KMgF3单晶.晶体生长参数:在1130℃、1.5×105Pa Ar气氛条件下,以4.5mm/h的速度下降,下降结束后,以1.5℃/min的降温速度降温到室温,获得了直径10mm,长40mm 的单晶,测定了所获单晶的X射线粉末衍射图谱,讨论了真空条件与惰性气氛条件以及氧含量的控制对晶体生长的影响.     

锗酸铅(Pb5Ge3O11)铁电单晶的生长与缺陷研究

采用坩埚下降法成功生长了铁电锗酸铅(Pb5Ce3O11)单晶.所用Pt坩埚尺寸为φ25mm × 200mm和φ10mm×60mi,炉温控制在高于熔点50～80℃,固液界面温度梯度小于25℃/cm,生长速率小于0.5mm/h.所得晶体呈浅棕色,最大尺寸达φ25mm×60mm.采用光学显微镜(OM)及电子探针(EPMA)研究了所得晶体的生长缺陷(气泡、包裹体等),讨论了产生这些缺陷的原因,提出了控制及减少此类缺陷的方法.