Cr:KTiOPO4晶体缺陷的研究

首次报道了利用光学显微法和同步辐射白光X射线形貌术对Cr:KTP晶体缺陷的研究结果.光学显微法采用热磷酸作为腐蚀剂,用Opton大型显微镜反射法观察,观测到(100)面和(021)面的位错蚀坑以及(021)面的小角度晶界.用同步辐射白光X射线形貌术作出(001)面、(010)面和(100)面形貌图,从图中可明显观察到生长层、扇形界及位错线.由此得出,Cr:KTP晶体的主要缺陷是位错、生长扇形界、生长层等.     

Nd:LuVO4晶体的生长及其性能研究

采用提拉(Czochralski)法生长了Nd:LuVO4晶体.利用液相反应法,以V2O5和NH4OH生成NH4VO3,Nd2O3、Lu2O3和HNO3生成Nd(NO3)3和Lu(NO3)3反应制备多晶料;所生长Nd0.01Lu0.99VO4晶体为16×20×21 mm3,质量超过40g.以X射线荧光分析仪测得其生长中各主要元素的分凝系数.其中Nd3+约为0.91,V3+和Lu3+接近1.还测定了其介电常数ε11=27.2,ε33=33.9(30℃,1kHz),以同步辐射X射线白光形貌术观察了其内部质量.     

YVO4晶体缺陷分析

运用同步辐射白光X射线形貌术分析了YVO4的结构和缺陷行为,也观测了YVO4晶体(001)、(100)面的缺陷.发现在(001)面出现应力生长区、沿[100]方向的位错线以及晶体中镶嵌结构.运用白光形貌术拍摄到的劳埃斑,证明晶体为四方晶系.确定了小角晶界是引起多晶的主要原因.采用电子探针仪分析了散射颗粒形成是由杂质铁和铝的引入造成.     

Nd:LuVO4晶体光谱参数的计算及其分析

测定了Nd:LuVO4晶体的室温吸收谱;根据Judd-Ofelt理论拟合了Nd3+离子的三个晶场调节参数Ωt(t=2,4,6)的值分别为8.235×10-20cm2,4.683×10-20cm2,6.090×10-20cm2;计算了各个能级跃迁的谱线强度、振子强度、吸收截面等,进而计算了4F3/2态的自发跃迁几率、辐射寿命、荧光分支比和积分发射截面,并对结果作了分析.     

Nd:LuVO4晶体的红外、拉曼光谱和热学特性

利用商群对称分析法分析了Nd:LuVO4晶体的晶格振动模分类,测量了Nd:LuVO4晶体的红外光谱和拉曼光谱,从测定的谱线中指认了该晶体的振动模,理论与实验符合良好.测量了Nd:LuVO4晶体的热膨胀系数,a向、b向和c向的热膨胀系数分别为 1.7×10-7/K 、1.5×10-7/K和9.1×10-7/K.测量了比热,其值约为0.48J/g·K.测量了热传导率,其值沿<100>方向为6.2W/m·K,沿<001>方向为7.9W/m·K.这些参数显示该晶体是一种热学性能优良的激光晶体.     

高温相偏硼酸钡(α-BaB2O4)晶体的缺陷行为分析

运用同步辐射X射线白光形貌研究了α-BaB2O4晶体内部的完整性,并分析了α-BaB2O4晶体的缺陷行为及缺陷形成原因.在(001)面发现生长扇界和亚晶界,而在(100)面和(120)面分别观察到了位错、位错簇以及针状包裹体.使用双晶衍射实验发现在(001)面有生长条纹,这些生长条纹呈环形,该条纹与熔体中温度波动而导致的生长速率波动有关.运用白光形貌拍摄到高清晰的劳埃斑,表明晶体为三方结构.     

高温相偏硼酸钡（α—BaB2O4）晶体的缺陷钎为分析

运用同步辐射X射线白光形貌研究了α-BaB2O4晶体内部的完整性,并分析了α-BaB2O4晶体的缺陷行为及缺陷形成原因。在（001）面发现生长扇界和亚晶界，而在（100）面和（120）面分别观察了位错，位错簇以及针状包裹体。使用双晶衍射实验发现在（001）面有生长条纹，这些生长条纹呈环形，该条纹与熔体中温度波动而导致的生长速度波动有关。运用白光形貌拍摄到高清晰的劳埃斑，表明晶体为三方结构。     

脉冲激光沉积法生长Nd:LUVO4薄膜

采用脉冲激光沉积技术在不同温度和氧分压下,在(100)Si片和抛光石英片上生长了一系列(200)面择优取向的Nd:LuVO4薄膜.利用X射线衍射分析了所制备薄膜的成膜情况,认为成膜较为适宜的温度为700℃,氧分压为10Pa.用棱镜耦合法测得了该薄膜的有效折射率为2.0452.利用扫描电镜(SEM)观察了Nd:LuVO4薄膜的表面形貌.     

LiNdP4O12晶体的生长缺陷

LiNdP4O12(LNP)晶体是一种新型的激光材料.本文报道了用同步辐射X射线白光形貌术和光学显微法研究由助熔剂籽晶旋转法生长的LNP晶体的生长缺陷,观察到了圆形生长台阶及精细的系列台阶结构,对晶体中的包裹物和位错缺陷等进行了详细的观察描述,还发现了一种比较奇特的腐蚀沟槽,分析了这种腐蚀沟槽的形成机理及各种缺陷的成因和克服办法.     

DKDP晶体的柱面形貌与缺陷分析

采用原子力显微镜观测全方位生长的DKDP晶体的{100}面形貌,发现有螺旋位错,由此推断DKDP晶体{100}面以螺旋位错机制生长;利用同步辐射X射线白光形貌术观测了DKDP晶体缺陷,探讨了不同生长条件及生长阶段对晶体完整性的影响.     

Nd:YVO4晶体a向生长研究

采用固-液两相混合,使NdO3、Y2O3和V2O5在近常温条件下初步合成Nd:YVO4多晶原料,降低固相合成反应温度,减少V2O5在多晶原料制备过程中的挥发.讨论了a方向Nd:YVO4单晶生长条件,采用提拉法,以(100)方向进行单晶生长,得到一系列掺杂浓度的Nd:YVO4单晶.     

Thermal properties of a Nd:LuVO4 crystal

A Nd‐doped lutetium orthovanadate Nd:LuVO₄ crystal has been grown using a modified Czochralski method. The thermal properties of this crystal have been studied by measuring the thermal expansion, specific heat and thermal diffusivity. The thermal expansion coefficients are α₁₁ = 1.7 × 10^‐6, α₂₂ = 1.5 × 10^‐6 and α₃₃ = 9.1 × 10^‐6/K in the temperature range of 298–573 K along the three respective crystallographic axes. The specific heat is almost linear and increases from 0.442 to 0.498 Jg^‐1K^‐1 in the measured temperature range. The thermal diffusivity is anisotropic and decreases with increasing temperature from 295 to 548 K. At room temperature the calculated thermal conductivities κ₁₁ and κ₃₃ are 7.96 and 9.77 Wm^‐1K^‐1, respectively. These thermal parameters of Nd:LuVO₄ crystal have indicated that it is an excellent candidate laser material. (© 2007 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

Nd:GGG晶体生长与开裂研究

本文采用提拉法(CZ)生长了Nd:GGG晶体,并从理论上讨论了包裹物、提拉速度、晶体转速和降温速率等因素对晶体开裂的影响,最后给出了生长元开裂Nd:GGG晶体的最佳工艺参数:径向温度梯度越小越好,纵向温度梯度在0.5℃/mm,提拉速度2～4mm/h,晶体转速20～40r/min,降温速率不超过20℃/h.通过设计合理而稳定的温场、选择最佳工艺参数及退火处理等方法,较好地解决了Nd:GGG晶体开裂问题.     

Nd:YbVO4激光晶体的生长及热学性质

用提拉法沿a轴和c轴成功生长出质量优良的Nd:YbVO4新型单晶.采用HRXRD-D5005型高分辨X射线衍射仪测得晶体的摇摆曲线,可以测得(400)面的半峰宽为70.92″,(004)面的半峰宽为19.80″.测得掺杂浓度为1;原子分数Nd:YbVO4晶体中Nd离子的有效分凝系数Keff为0.54.在298.15～573.15K温度范围内测量了晶体的热膨胀系数,αa=2.6×10-6/K,αb=2.5×10-6/K,αc=8.7×10-6/K;测得比热值为0.45～0.65J/g·K.测量了晶体的热扩散系数a,从而得到了其热导率λ.     

Optical and laser properties of Nd:LuVO4 crystal

Polarized absorption spectra of Nd:LuVO₄ crystal were measured at room temperature. The optical parameters of π polarization and σ polarization were calculated by Judd‐Ofelt theory. Meanwhile, the phenomenological intensity parameters: Ω₂, Ω₄, and Ω₆ were obtained, then the parameters were used to calculate the luminescence parameters of Nd:LuVO₄ crystal, including oscillator strengths, fluorescence branching ratio, radiative lifetime and integrated emission cross‐sections. Experiments of a‐cut and c‐cut Nd:LuVO₄ lasers were also performed, and opt‐opt conversion efficiency and slope efficiency were 40.3%, 50.5% for a‐cut and 23.6%, 30.9% for c‐cut, respectively. (© 2007 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

非线性光学晶体BaAlBO3F2的生长与缺陷研究

采用B2O3-LiF-NaF助熔剂体系、中部籽晶法生长出BaAlBO3F2(BABF)晶体,对该晶体的弱吸收性能进行了表征.利用同步辐射白光X射线形貌术和化学腐蚀法研究了BABF晶体的缺陷,观察到BABF晶体中的主要缺陷是生长条纹和位错,并根据形貌和结构特点对生长条纹产生的原因进行了分析讨论,提出了一些减少缺陷和提高晶体质量的措施和方法.