Ce:YAG晶体和透明陶瓷的光学和闪烁性能

采用温梯法生长了Ce:YAG晶体和真空烧结法制备了Ce:YAG透明陶瓷,并对晶体和透明陶瓷的光学和闪烁性能进行了对比研究.Ce:YAG晶体和陶瓷都具有位于230,340和460 nm波段的Ce³⁺离子的特征吸收带和540 nm附近的发射峰,但Ce:YAG晶体同时存在296和370 nm的色心吸收,其发射峰位于398 nm,而透明陶瓷中不存在.Ce:YAG晶体和陶瓷的X射线荧光中均存在520 nm附近的Ce³⁺离子发射,但晶体中还存在由反格位缺陷引起的300 nm 关键词： Ce:YAG 闪烁晶体 透明陶瓷     

Yb3+掺杂KY(WO4)2激光晶体生长、结构与光谱分析

采用顶部籽晶提拉法(TSSG)生长出Yb:KY(WO₄)₂(Yb:KYW)激光晶体.对预烧后的原料及晶体进行了XRD分析，结果表明，分别在920℃和600℃预烧8h后的熔质和助熔剂基本上形成一相，抑止了实验中的挥发问题；所生长的晶体为β-Yb:KYW，计算其晶格常数为a=1.063nm，b=1.034nm，c=0.755nm，β=130.75°.测得不同厚度样品的吸收光谱，结果表明样品在933nm和981nm有较强的吸收峰，计算出主峰981nm的吸收截面σ关键词： Yb:KYW TSSG法 晶体结构 光谱参数     

Yb：YAG晶体的热学性质及其对激光性能的影响

对于中频感应加热提拉法（Czochralski Method)生长的高掺杂浓度（原子数分数0.30)Yb:YAG晶体，经退火后采用差示扫描量热计法测量了晶体的比热容，通过激光脉冲法测量了不同掺杂浓度（原子数分数0.05-0.30Yb:YAG晶体的热扩散率和热导率。实验表明，随着Yb^3 离子浓度增加，Yb:YAG晶体在300K温度下的导热性能有明显的降低。原子数分数为0.30的Yb:YAG晶体的激光实验表明，高掺杂浓度Yb:YAG晶体热导率的降低导致了激光阈值的增加。     

蓝宝石中子辐照色心的研究

研究了中子辐照对蓝宝石(α-Al2O3)单晶体缺陷形成及光学性能的影响,对采用提拉法与温度梯度法生长的蓝宝石晶体进行中子辐照,通过对比辐照前后的吸收及荧光光谱变化,发现辐照使得蓝宝石晶体内形成F、F^ 和F2^ 色心缺陷,但不同方法生长的晶体样品中色心浓度差异明显。其中提拉法样品的F心浓度要高于温度梯度法样品,而温度梯度法样品中F^ 色心浓度要高于提拉法样品。分析表明,这与两种方法生长的晶体中杂质含量差异有关。通过研究辐照后晶体的热致发光谱发现提拉法与温度梯度法生长的蓝宝石晶体分别在145℃与150℃有明显的热致发光出现,采用初始上升法计算出两种方法生长的晶体的热致发光陷阱深度分别为1．15eV及1．05eV。     

坩埚下降法生长的LiNbO3,Fe:LiNbO3,Zn:Fe:LiNbO3单晶的吸收光谱特性

用紫外可见光谱(UV／Visible Spectra)测试并研究了坩埚下降法生长的LiNbO3、Fe：LiNbO3，以及Zn：Fe：LiNbO3晶体的吸收特性。分析了产生这些吸收特性的原因以及与工艺生长方法的内在联系。研究结果表明：LiNbO3单晶沿晶体生长方向，其紫外吸收边向长波方向移动，且在350—450nm波段的吸收也逐渐增大，这是由于Li的分凝与挥发，逐渐产生缺锂所造成的；在Fe：LiNbO3单晶中观察到Fe^2 离子在480nm附近的特征吸收峰，并发现沿生长方向，Fe^2 离子的浓度逐渐增加，这与提拉法生长得到的晶体不同；在Fe：LiNbO3单晶中掺入质量分数为1．7％ZnO后，吸收边位置发生蓝移，而掺杂质量分数达到3．4％时，观察到有红移现象。Fe^2 离子在Zn：Fe：LiNbO3单晶中的浓度与ZnO掺杂量有密切关系。在掺杂质量分数1．7％ZnO的Fe：LiNbO3单晶中，Fe^2 离子从底部到顶部的浓度变化比在掺杂质量分数3．4％ZnO晶体中大，这是由于Zn^2 抑制Fe^2 离子进入Li位的能力随掺杂量的增加而逐渐减弱造成的。就该下降法工艺技术对Fe^2 离子在晶体中的浓度分布的影响作了分析。     

γ-辐照对纯Y_2SiO_5和Eu~(3+)∶Y_2SiO_5晶体光谱性能的影响

研究了γ-辐照前后纯Y2SiO5和Eu3+掺杂的Y2SiO5晶体吸收光谱的变化,辐照后,未退火和氢气退火的纯Y2SiO5晶体在260~270 nm和320 nm波段产生了附加吸收峰,分别是由F心和O-心的吸收引起的;经过空气退火的纯YSO晶体中,由于消除了氧空位,因此辐照后没有出现色心吸收峰。在Eu3+∶Y2SiO5晶体中,不但有相同的F心和O-心吸收峰,而且还有Eu2+离子在300 nm和390 nm的吸收峰。随着辐照剂量的增加,色心附加吸收峰增强。空气退火能减少Eu3+∶Y2SiO5晶体中的色心,而氢气退火能增加色心。     

γ-辐照对纯Y2SiO5和Eu3+:Y2SiO5晶体光谱性能的影响

研究了γ-辐照前后纯Y2SiO5和Eu^3＋掺杂的Y2SiO5晶体吸收光谱的变化,辐照后,未退火和氢气退火的纯Y2SiO5晶体在260-270nm和320nm波段产生了附加吸收峰,分别是由F心和O^-心的吸收引起的;经过空气退火的纯YSO晶体中,由于消除了氧空位,因此辐照后没有出现色心吸收峰。在Eu^3＋;Y2SiO5晶体中,不但有相同的F心和O心吸收峰,而且还有Eu^2＋离子在300nm和390nm的吸收峰。随着辐照剂量的增加,色心附加吸收峰增强。空气退火能减少Eu^3＋：Y2SiO5晶体中的色心,而氢气退火能增加色心。     

液相外延生长Cr,Ca：YAG晶体的光谱特征

由液相外延方法在YAG晶体衬底上得到了可饱和吸收的Cr,Ca:YAG晶体外延层，给出了Cr,Ca:YAG晶体外延层在500nm-150nm范围内的室温吸收光谱曲线。分析表明，由外延方法获得的Cr,Ca:YAG晶体娟收光谱的主要特征与提拉法晶体基本相同，但发现在750nm左右存在一个弱的吸收峰。这个吸收峰极有可能产生于四面体格拉的Cr^5 ，可以归属到电偶极容许的^1B1(^2E)→^2B2(^2T2）跃迁。     

新型激光晶体Yb:KY(WO4)2的结构与光谱

采用顶部籽晶提拉法,以K2W2O7为助溶剂,生长了Yb:KY(WO4)2新型激光晶体.经热重-差热分析,确定晶体熔点为1045℃,相变温度为1010℃.X射线粉末衍射测试,验证所生长的晶体为β-Yb:KY(WO4)2.晶体结构分析确定Yb:KY(WO4)2晶体由WO6八面体连接而成,WO6八面体是由双氧桥(WOOW)及单氧桥(WOW)构成.晶体粉末样品室温下的红外及拉曼光谱测试,确定WO6原子基团、双氧桥及单氧桥的振动频率.晶体的吸收峰位于940nm,980nm,发射峰位于989nm-1030nm.     

高浓度掺钕钇铝石榴石（Nd：YAG）晶体的光谱与激光特性

测量了高掺杂浓度Nd:YAG晶体的吸收光谱和荧光寿命,晶体的主吸收峰在808nm处,Nd掺杂的摩尔分数为0．030的Nd:YAG晶体的吸收系数高达20．7cm^-1,荧光寿命为150us,存在浓度猝灭,进行了钛宝石激光抽运高掺杂浓度Nd:YAG和Nd:YVO4晶体的激光性能对比实验,所用Nd:YAG晶体摩尔分数为0．020和0．025,激光斜率效率分别为29．7％和32％,Nd:YVO4晶体摩尔分数为0．030,激光斜率效率为34．7％,表明了高浓度Nd:YAG晶体在激光性能上与高浓度的Nd:YVO4晶体相当。     

温度梯度法生长Nd:YAG激光晶体的核心分布

用温度梯度法生长了直径为75 mm大尺寸的Nd∶YAG激光晶体，通过退火排除了生长过程中进入晶体的碳原子. 用正交偏光显微镜观察了晶体的核心分布以及生长条纹. 测试了室温下的吸收谱并利用吸收谱研究了Nd离子在YAG晶体中的分布. 比较了温度梯度法与提拉法生长晶体的区别. 关键词： 材料 缺陷 温度梯度法 Nd∶YAG     

用银靶X射线形貌术研究Nd:YAG晶体中位错的性质及运动

用AgK_α辐射X射线透射形貌术成功地显示了Nd:YAG晶体中的缺陷性质及其分布.在用引上法及温梯法生长的晶体中存在数种缺陷如生长条纹、沉淀粒子、刃位错、螺应错以及由于位错运动而形成的混合型位错.实验结果与光学方法所得结果相一致,但在判明位错的性质方面,X射线形貌术有其独特的优点.     

Gamma-ray induced color centers in Yb:YAG crystals grown by Czochralski method

20 at.% Yb:YAG single crystals have been grown by the CZ method and gamma-ray irradiation induced color centers and valence change of Fe³⁺ and Y b³⁺ ions in Yb:YAG have been studied. One significant 255 nm absorption band was observed in as-grown crystals and was attributed to Fe³⁺ ions. Two additional absorption (AA) bands located at 255 nm and 345 nm, respectively, were produced after gamma irradiation. The changes in the AA spectra after gamma irradiation and air annealing are mainly related to the charge exchange of the Fe³⁺, Fe²⁺, oxygen vacancies and F-type color centers. Analysis shows that the broad AA band is associated with Fe²⁺ ions and F-type color centers. The transition Y b³⁺→Y b²⁺ takes place as an effect of recharging of one of the Y b³⁺ ions from a pair in the process of gamma irradiation.     

Time-resolved luminescent spectroscopy of YAG:Ce single crystal and single crystalline films

The peculiarities of the luminescence and energy transfer from YAG host to the emission centers formed by the Y_Al antisite defects and Ce³⁺ ions have been studied in YAG:Ce single crystals, grown from the melt by modified Bridgman method in Ar and CO₂ + H₂ atmospheres, and YAG:Ce single crystalline film, grown by liquid phase epitaxy method, using the comparative time-resolved luminescent spectroscopy under excitation by synchrotron radiation in the range of fundamental adsorption of this garnet.     

Spectral investigation of R,Ce:YAG(R: Pr~(3+), Eu~(3+), Gd~(3+)) single crystals and their applications in white LEDs

Eu3+, Pr3+, or Gd3+codoped Ce:YAG single crystals were grown by using the Czochralski method. The photoluminescence(PL) emission and excitation spectra and transmittance were measured and investigated. The additional red-emitting bands were observed in the PL emission spectra of Eu,Ce:YAG and Pr,Ce:YAG single crystals and the formation of noticeable peaks was studied with reference to the schematic energy level diagrams. A red-shifted phenomenon was observed in the PL emission spectrum of Gd,Ce:YAG. With codoped Eu3+, Pr3+, or Gd3+ions, warmer white light was achieved for the white light emitting diodes and the color rendering index became higher.     

LED白光源用Pr3+,Ce3+:YAG光纤制备与特性

采用激光加热基座法制备LED白光源用Pr3+,Ce3+:YAG单晶光纤荧光材料,对所制备材料的荧光光学特性进行了实验分析结果表明,在Pr3+和Ce3+共掺发光过程中,Pr3+离子的发光可以通过Ce3+敏化作用使得其610 nm谱线荧光强度得到有效增强|利用所制备Pr3+,Ce3+:YAG单晶光纤荧光材料与蓝色LED合成产生高效LED光纤白光源,光源的色坐标为(x＝0.322,y＝0.335),显色指数84.3,表明光源品质良好,有望用于未来高效大功率光纤白光源.     

V3+∶YAG晶体的生长、色心与光谱性能研究

采用石墨电阻加热的温梯法生长了V∶YAG晶体，晶体的不同部位呈现两种不同的颜色：浅绿色和黄褐色.通过对比分析不同颜色V∶YAG晶体的室温吸收光谱，推断出石墨发热体高温下扩散出来的C可以起到还原作用，提高晶体中V³⁺_tetra离子的浓度，同时诱导了F心的形成.在1300℃下，对不同颜色的V∶YAG晶体进行真空退火处理，发现处于八面体格位中的V³⁺离子在热激发作用下与近邻的四面体格位Al³⁺离子存在置换反应，由此产生一定浓度的四面体格位V³⁺离子.同时，F心在退火过程中被完全消除，释放出来的自由电子被高价态的V离子俘获，可以进一步提高晶体中四面体格位V³⁺离子的浓度. 关键词： V∶YAG晶体 四面体格位 碳还原 真空退火 F心     

Electrical and nonlinear optical studies of flux grown Mo and Fe doped KTP crystals

The molybdenum (Mo) and ferric (Fe) doped potassium titanyl phosphate (KTP) crystals were grown by high temperature solution growth (HTSG) technique. The concentration of Mo and Fe in grown crystals was measured by EDX analysis. The SHG efficiencies of the Mo and Fe doped KTP crystals were measured and it was found to be 1.77 and 1.38 times respectively higher than that of pure KTP crystal. The frequency dependence of dielectric constant, loss and ac conductivity was studied at room temperature. The phase matching measurements were made using a Q-switched Nd:YAG laser operating at 1064 nm and the measured phase matching angles are 44.2° and 87.88° for Mo and Fe doped KTP crystals respectively.     

YAG晶体中Cr~（3＋）→Tm~（3＋），Er~（3＋）→Tm~（3＋）的能量

研究了加入敏化离子Ｃｒ３＋和Ｅｒ３＋的Ｔｍ：ＹＡＧ晶体的吸收谱和荧光谱，计算了Ｃｒ３＋、Ｅｒ３＋、Ｔｍ３＋离子的２Ｅ、４Ｉ１３／２、３Ｆ４能态的平均寿命及能量；转移效率、转移速率．得出Ｃｒ３＋→Ｔｍ３＋转移效率为８０％，转移速率为２．１×１０３ｓ－１．由（Ｅｒ，Ｔｍ）：ＹＡＧ的荧光谱可见存在Ｅｒ３＋→Ｔｍ３＋的有效的能量转移．讨论了Ｃｒ３＋→Ｔｍ３＋和Ｅｒ３＋→Ｔｍ３＋能量转移的不同．