掺钬铌酸锂晶体光谱性能研究

采用提拉法得到了纯LiNbO3和掺杂量为2mol;的Ho:LiNbO3晶体.测试了Ho:LiNbO3晶体的吸收光谱、光致发光光谱,采用620nm激发波长得到了523nm的上转换荧光.利用Judd-Ofelt理论计算出在LiNbO3中的强度参数Ω2=27.4×10-20 cm2、Ω4=7.45×10-20 cm2、Ω6=27.1×10-20 cm2,并由此计算了5G4→5I8、5S2→5I7、5F3→5I8处的自发辐射跃迁几率和积分发射截面.     

CsLiB6O10晶体及熔体微结构的高温拉曼光谱研究

本文利用高温原位拉曼光谱技术,测定了非线性光学晶体硼酸铯锂(CsLiB6O10,CLBO)晶体及其熔体的变温拉曼光谱.利用密度泛函理论计算了基本单元为(B3O7)5-六元环的CLBO晶体的拉曼光谱,并对振动模式进行了分析归属.在升温过程中,CLBO晶体的拉曼光谱出现展宽和红移,无相变发生;在熔化过程中,CLBO晶体微结构中(B3O7)5-六元环的[BO4]四面体发生异构化反应,转变为[BO3]三角形,即晶体相中的(B3O7)5-环变为熔体中的(B3O6)3-环.利用量子化学从头计算方法计算分析了熔体中结构基元的拉曼光谱谱学特征,结合熔体实测结果,表明CLBO熔体的阴离子基元为四个(B3O6)3-六元环组成的大四元环超级结构.     

近化学计量比钽酸锂晶体的拉曼光谱研究

本文研究了不同组分钽酸锂晶体的拉曼散射光谱,我们发现,在谱线的形状和数量方面,近化学计量比晶体与同成分晶体存在明显差异.通过实验,我们得到了钽酸锂晶体完整的长波长光学模式,并首次给出了钽酸锂晶体拉曼线宽和晶体组分的定量关系.另外,我们还发现了两个与本征缺陷相关的局域模,278cm-1和750cm-1峰,它们的强度与晶体中本征缺陷的数量成正比.     

硼磷酸盐晶体MBPO5(M=Sr,Ba)高温拉曼光谱研究

测量了硼磷酸盐晶体SrBPO5和BaBPO5常温及高温拉曼光谱,对拉曼振动模式进行指认,并分析了晶体拉曼振动光谱及晶体结构在高温下的变化.结果表明,在温度升高的过程中,拉曼振动频率向低频移动且振动峰宽度展宽,晶体中的P-O键长随温度而变长,但O-P-O的键角随温度变化缓慢,且BO4四面体较PO4四面体的振动模量对温度有更强的敏感性.晶体的结构在高温下没有相变发生,表现出很强的稳定性.     

掺Nd钒酸盐晶体热导率的拉曼光谱研究

运用晶格动力学观点推导了热导率与积分拉曼散射强度的关系,测量了Nd:YVO4 (简称NYV)和Nd:GdVO4 (简称NGV)不同配置下的高温拉曼光谱和其a、c向的热导率,理论与实验非常吻合.     

Nb∶KTP晶体成分、结构和拉曼光谱的研究

利用LA-ICP-MS、XRD、LRS等测试手段研究熔盐法和水热法Nb∶ KTP晶体中Nb的含量及分布、晶体结构和化学键特征峰的变化,分析Nb的进入和生长方法对Nb∶ KTP晶体结构和拉曼光谱特征的影响.研究结果表明,Nb:KTP晶体中Nb的进入量增加,K的原子数比率减小;Nb∶ KTP晶体的晶胞体积由收缩效应和扩张效应协同作用共同决定,原料配比相同时,熔盐法晶体的晶胞体积大于水热法晶体的晶胞体积,故通过晶胞体积可在一定程度上区分晶体的生长方法.Nb的进入还使PO4基团和TiO6八面体的相互作用发生变化,部分拉曼特征峰发生漂移.     

掺铒铌酸锂晶体的光谱数据与斯塔克能级

本文首次报导了掺铒铌酸锂晶体的光学性质和光谱数据，包括吸收光谱、发射光谱、荧光寿命及有效截面等。分析了跃迁的能级归属和晶格场作用下的Ｓｔａｒｋ劈裂，评价了利用此种材料实现１．５μｍ和５５０ｎｍ输出的激光运转系统，并估算了阈值泵浦功率。     

Nd:YbVO4晶体的拉曼光谱和荧光光谱研究

用群论的方法计算了Nd:YbVO4晶体的拉曼活性振动模数目,在室温下测得了其极化拉曼谱线,并指认了在不同几何配置下,各振动模式所对应的频率.同时,测得了室温下晶体的吸收谱,得到了中心波长为808 nm吸收峰的半高宽为12 nm,并在J-O理论的基础上计算了晶体的光学参数,其三个晶场参数分别为Ω2=6.88945×10-20 cm2、Ω4=4.13394×10-20 cm2、Ω6= 4.54503×10-20 cm2,并由此得到4F3/2能级的荧光寿命为178.69 μs,1062 nm处的荧光分支比为48.85;,积分发射截面为2.7867 10-18 cm2.分别在808 nm、940 nm激发下测得晶体室温发射谱,观察到了Nd→Yb以及Nd←Yb间的能量传递现象.     

熔盐法和水热法KTP晶体的晶胞参数及拉曼光谱特征

利用X射线衍射和显微激光拉曼光谱研究熔盐法自发结晶的KTP晶体、顶部籽晶熔盐法KTP晶体和水热法KTP晶体的晶胞参数和拉曼光谱特征,分析和比较不同方法生长的KTP晶体的晶体结构与化学键特征峰.研究表明:KTP晶体的晶胞参数与晶体生长方法有关,熔盐法自发结晶的KTP晶体生长过程中降温速率较快,晶胞体积相对较小;熔盐法和水热法KTP晶体中部分拉曼特征峰的位置因生长方法不同呈现一定的差异,水热法KTP晶体在782 cm-1、744 cm-1和515 cm-1处出现的特征峰可视为水热法KTP晶体的标志峰,借此可将其与熔盐法晶体相区分.     

BGO晶体生长固液边界层结构的微区研究

研究了BGO晶体固/液边界层及其两侧晶体和熔体的高温拉曼光谱,分析了BGO晶体生长固/液边界层以及边界层两侧晶体和熔体的结构特征.结果显示,桥氧键Bi-O-Ge和O-Bi-O在晶体和边界层中都存在,而在熔体中消失.说明[GeO4]和[BiO6]结构基团在晶体及边界层中都存在,边界层中的结构已接近晶体结构;但在熔体中[GeO4]结构基团和Bi3+却是两种独立的存在,长程有序的晶体结构消失.并首次报道了BGO晶体固/液边界层的厚度约为50μm.     

Zn:Fe:LiNbO3晶体的生长及其光学性能的研究

在LiNbO3中掺进ZnO和Fe2O3,以Czochralski技术生长Zn(7mol;):Fe(0.03;):LiNbO3,Zn(3mol;):Fe(0.03;):LiNbO3和Fe(0.03;):LiNbO3晶体.测试晶体的吸收光谱,Zn:Fe:LiNbO3晶体的吸收边相对Fe:LiNbO3晶体发生紫移.测试晶体的红外光谱,Zn(7mol;):Fe:LiNbO3晶体OH-吸收峰移到3529cm-1.测试晶体抗光致散射能力,Zn(3mol;):Fe:LiNbO3晶体抗光致散射能力比Fe:LiNbO3晶体提高一个数量级,Zn(7mol;):Fe:LiNbO3晶体比Fe:LiNbO3晶体高二个数量级.测试晶体的衍射效率和响应时间,Zn:Fe:LiNbO3晶体响应时间缩短,衍射效率降低.对吸收边和OH-吸收峰移动的机理,以及Zn:Fe:LiNbO3晶体抗光致散射能力增强的机理进行了研究.     

近化学计量比LiNbO3晶体畴结构研究

利用提拉法,从富锂(Li2O:Nb2O5=58.5:41.5)熔体中生长了φ40mm×40mm的近化学计量比铌酸锂晶体.用同步辐射异常散射技术结合化学腐蚀法观察了晶体中的畴结构,在y方向发现存在180°反向铁电畴结构,而另外的N-SLN单晶z向切片为单畴结构,表明了所生长的近化学计量比铌酸锂晶体具有区域性单畴.     

近化学计量组分掺铒铌酸锂的制备及性能测试

通过气相输运平衡技术,严格控制生长条件和气氛,制备了化学组分均匀、光学质量优异的近化学计量组分Er:LiNbO3晶体.通过对吸收边、喇曼谱及红外OH-吸收谱的测量,发现吸收边"蓝移";OH-吸收带显著减弱;Er:LiNbO3晶体中的E模(152cm-1)和A1模(632cm-1)的线宽也明显变窄.这些特征都证实了得到的Er:LiNbO3晶体已接近于化学计量组分,经过计算,其Li+含量达到49.7mol;.     

高温高压下Z轴水晶的电导率实验研究

电导率测量的过程历经了从直流一交流一阻抗谱的过程,已经为地球物理学家借助于高温高压手段研究固体深部物质电学性质所广泛认同的.本文首先介绍了阻抗谱法测定水晶电导率的实验原理,进而采用该方法在10-1～106Hz的频率范围以及1.0～4.0GPa和823～1073K条件下,借助于YJ-3000t紧装式六面顶高压设备对沿Z轴方向生长的水晶进行了的电导率实验就位测量.实验结果表明:在选择的频率范围,样品的复阻抗的模和相角都对频率具有很强的依赖性;随着温度的升高,电阻迅速降低,电阻率降低,电导率增大;在压力1.0～4.0GPa,其活化焓分别为:0.8548eV、0.8320eV、0.8172eV、0.7834eV,独立于温度的指前因子分别为:1.003S/m、1.778S/m、3.082S/m、6.987S/m,活化焓随着压力的升高而降低,指前因子随着压力的升高而增大.     

Nd:GdVO4晶体Raman光谱理论计算和实验测量

根据商群对称性分析法对Nd:GdVO4(简称NGV)晶体的Raman光谱做了理论计算,测量了NGV不同配置下的Raman光谱.商群对称性分析法得到的结果与实验测量相符.     

硼和氮掺杂金刚石单晶的合成与Raman光谱研究

氮(N)元素和硼(B)元素为金刚石晶体中常见的两种杂质元素,它们对金刚石的物理化学性质有着重要的影响.本文使用高温高压温度梯度法合成了分别含有氮和硼杂质的金刚石单晶,并使用Raman光谱对晶体进行分析研究.研究发现:随着金刚石生长体系内杂质的引入,晶体的质量变差;当生长体系含有氮杂质时,生长的含氮金刚石晶体的特征峰谱线向低波数偏移,晶体的应力表现为拉应力;当生长体系含有硼杂质时,生长的含氮金刚石晶体的特征峰谱线向高波数偏移,晶体的应力表现为压应力.本研究将有助于丰富金刚石单晶掺杂的认识.     

Mg:In:Er:LiNbO3晶体生长及波导基片光损伤的研究

在LiNbO3中掺进MgO,In2O3,Er2O3以Czochralski技术系统生长了Mg(3mol;):In(1mol;):Er(1mol;):LiNbO3,Mg(3mol;):In(2mol;):Er(1mol;):LiNbO3,Mg(3mol;):In(3mol;):Er(1mol;):LiNbO3晶体.Mg(3mol;):In(3mol;):Er(1mol;):LiNbO3晶体荧光光谱表明4I13/2→ 4I15/2(1.53μm)易实现激光振荡.采用质子交换工艺制作Mg:In:Er:LiNbO3晶体波导基片并以m线法研究Mg:In:Er:LiNbO3晶体波导基片的光损伤.发现抗光损伤能力依次为:Mg:In(3mol;):Er:LiNbO3＞Mg:In(2mol;):Er:LiNbO3＞Mg:In(1mol;):Er:LiNbO3>Er:LiNbO3.以锂空位模型研究Mg:In:Er:LiNbO3晶体抗光损伤能力增强的机理.     

Sc:In:Fe:LiNbO3晶体的生长及全息关联存储的研究

在Fe:LiNbO3中掺进Sc2O3和In2O3采用Czochralski技术生长Sc:In:Fe:LiNbO3晶体.测试Sc:In:Fe:LiNbO3晶体的红外光谱和抗光致散射能力.Sc(1mol;):In(2mol;):Fe:LiNbO3晶体OH-吸收峰移到3508cm-1,抗光致散射能力比Fe:LiNbO3晶体提高二个数量级.对Sc(1mol;):In(2mol;):Fe:LiNbO3晶体OH-吸收峰移动机理和抗光致散射能力增强的机理进行讨论.以Sc(1mol;):In(2mol;):Fe:LiNbO3晶体作存储元件,以Cu:KNSBN晶体作为位相共轭镜进行全息关联存储,试验结果表明全息关联存储的成象质量高、图象清晰完整、噪音小.