Raman and Infrared Spectra of Nd-Doped Barium Sodium Niobate Crystals

Neodymium-modified barium sodium niobate (Ba₂Na)_1-xNd_xNb₅O₁₅(BNN:Nd), with x = 0.025, crystallizes with a filled tungsten bronze (TB) type structure in the tetragonal system, conforming to the space group P4bm and Z = 2. The lattice constants are a = 1.2446(1) and c = 0.3991(1) nm at room temperature. Tc = 537 +- 2 °C. The experiments show that the Nd-ions effectively improve crystal structural quality. The lattice vibrational spectrum, studied by Raman and infrared reflectivity spectroscopy, shows that the crystal microscopic structure and lattice dynamics, thereby the microstrain and microstress, are very stable in a temperature range from 22 to approaching 500 °C.     

Raman Study of Lattice Vibration Modes and Growth Mechanism of KDP Single Crystals

The space group theoretical analyses and assignment of the lattice modes of the KDP crystal have been made, and the Raman spectra of their growth solution have been observed in different growth regions. The attention is focused on the analysis of the 912 cm^‐1 band arising from the H₂PO₄^‐ anions in the interface between the KDP crystals and their growth solution. This has been assigned to the asymmetrical stretching mode of the deformation P(OH)₂ . From these results, the growth units of KDP crystal has been concluded to be the dimers of H₂PO₄^‐ anions. We consider that the result presented here is an important step towards the development of more complete crystal growth theories.     

MMTN晶体与MMTWD晶体的晶格振动及热导率的拉曼光谱研究

采用拉曼光谱技术测量了MMTN(MnHg(SCN)4(C2H5NO)2)和MMTWD(MnHg (SCN)4(H2O)2(C3H7NO)2)两类金属有机配合物晶体的拉曼光谱,并对其晶格振动特征峰进行了指认.依据晶格动力学理论以及声子散射模型,推导了晶体热导率与声子寿命及拉曼谱线半峰宽的关系,计算了晶体的热导率,讨论了该类晶体激光损伤的物理机制.     

Etching Figures in Neodymium Gallate and Yttrium Aluminate Crystals

The dislocations existing in single crystals of neodymium gallate and yttrium aluminate grown by the Czochralski technique have been studied by means of etch pits. The data concerning their solubility in cases of different directions of a face orientation, various treatment temperatures and several enchant types are reported. The investigation of etch pits in the twinned YAlO₃ and NdGaO₃ crystals showed that twins are formed during a growth process. In the [110]‐pulled NdGaO₃ crystals the discrepancy between the twin and matrix parts of a crystal is accommodated by the dislocation congestion and the dislocation low‐angle boundaries whereas in [010]‐pulled YAlO₃ crystals the microcracks perform this function.     

Low-temperature Thermoluminescence Glow Curves in NaCl Crystals Doped with Yttrium

Thermoluminescence glow curves were recorded in undoped and yttrium-doped NaCl crystals X-irradiated at liquid nitrogen temperature (LNT). An attempt is made to assign the glow peaks observed to different centres such as V_k-centres and yttrium related centres etc.     

弯折臂格栅结构声子晶体带隙优化

通过对弯臂格栅结构声子晶体中密度、弹性模量以及模型几何参数等因素对第一带隙宽度的影响规律的研究,对弯臂格栅结构声子晶体设计参数进行了优化,优化后的结构较初始设计结构带隙宽度增加了近三倍,该优化方法有效地改善了声子晶体的带隙特性.选取与文献中相同的参数所得的计算结果与文献中的实验结果吻合良好,证明了计算模型的理论可行性,同时设计参数对带隙的影响规律与COMSOL进行了对比也验证了规律的正确性,在此基础上利用基于NSGA-II遗传算法的优化方法可以实现对声子晶体结构带隙的控制.     

二维正方晶格钨-硅橡胶声子晶体的带隙特性研究

本文利用平面波展开法和有限元法计算了二维正方晶格钨-硅橡胶声子晶体的能带结构,分析了弹性波在嵌有周期性排列的相同孔径的圆柱形钨块声子晶体结构中的传播特性.对能带结构中出现的特殊现象,例如狄拉克点以及狄拉克点附近的简并态等进行了分析.给出了三维能带图以及不同模式下的主要变形情况,发现在基体与散射体结合的部位容易出现应力集中的现象.同时讨论了复合材料的不同参数对带隙的影响,发现随着密度比(散射体密度与基体密度的比值)的增大,第一完全带隙的起始频率逐渐增加,但是截止频率变化较小,带宽逐渐减小.相对于杨氏模量比,密度比对带隙的影响更大.本文的结果将对实际的工程应用提供一定的理论指导.     

钆镱共掺杂铝酸钇晶体的生长及性能研究

采用单晶提拉法成功生长出优质的Gd³⁺/Yb³⁺共掺铝酸钇晶体。对晶体的结构、分凝系数、光谱和激光性能进行了表征,结果表明:所生长的晶体空间群为Pnma,属于正交晶系,Yb³⁺的分凝系数为1.13。从偏振吸收和荧光光谱发现,b偏振方向时,晶体在980 nm处吸收截面为2.14×10^-20 cm²,适用于InGaAs 激光二极管泵浦;在1 044 nm处的发射截面为0.39×10^-20 cm²,荧光寿命为1.638 ms。此外,对b切向的Gd/Yb∶YAP晶体进行激光实验,在1 μm处实现连续激光输出,斜率效率为23.5%,最大输出功率可达0.51 W。     

掺Yb3+钇铝石榴石晶体的生长和性能研究

用提拉法生长出φ40×190mm3的掺Yb3+钇铝石榴石(Yb∶YAG)晶体,摸索出了合适的温场系统、生长工艺和热处理条件.通过测量Yb∶YAG晶体在939nm处的透过率得出了其吸收系数与原始掺杂浓度之间的关系.所生长Yb∶YAG晶体的光-光转换效率为38.6;,斜率效率达55.1;.     

ZnGeP2晶体中的晶格振动模拟与光谱分析

ZnGeP₂晶体在9~10 μm的光学吸收限制了其在中远红外波段的应用,该波段吸收与其晶格振动有关。本文通过理论计算与实验相结合的方法,解释了晶体红外截止边和9 μm附近吸收峰的物理机制。通过布里奇曼法生长出ZnGeP₂单晶,并测试生长得到的ZnGeP₂晶体的变温拉曼光谱和变压拉曼光谱,基于第一性原理方法计算了ZnGeP₂布里渊区中心的振动频率,并计算了不同压力下晶体的晶格常数和拉曼位移峰的位置。实验结果与理论计算结果表明:温度升高使得其振动模发生红移,且振动模强度减弱,半峰全宽变大,而压力增大则会引起ZnGeP₂晶体振动模发生蓝移,振动模强度减弱,半峰全宽变大。     

La:NdPO4晶体的生长和晶格振动特性

采用助熔剂自发成核法生长了La: NdPO4晶体,采用X射线衍射技术表征了晶体的物相结构,采用红外和拉曼散射技术研究了晶体的品格振动特性,主要结论为:生长的晶体为单斜晶系,P21/n空间群;对实验观测到的振动模进行了指认,其中高频模主要为PO4四面体的内振动模.由于晶体结构缺陷和某些内、外振动模的耦合等原因,观测到的振动模数量少于理论预测值.通过比较La: NdPO4和NdPO4晶体的声子谱得出其晶格振动特性基本一致,但由于Nd比La的原子半径小,Nd和PO4之间的作用力增强,从而使PO4四面体"收缩",因此实验观测到La:NdPO4晶体的内振动模的波数较NdPO4晶体的蓝移.     

二维声子晶体理论在磁流变隔振支座中的应用

基于二维声子晶体模型,设计了周期排列的磁流变隔振支座,采用有限元方法研究其弹性波传输特性和振动能量分布.研究结果表明:隔振支座存在弹性波带隙,通过外加磁场可以调控带隙的带宽和频率位置;缺陷态结构对传输能量有局域作用.     

正钒酸钙晶体的生长及退火的研究

本文报道了Ca3(VO4)2晶体的生长,指出了由于局部区域温度过高引起原料分解产生气泡,光加热浮动熔区法不适合于生长这种晶体.采用了Czochralski法在合适的温场、提拉速度为3mm/h、转速10～20r/min等工艺条件下成功地长出了φ24×38mm的晶体.通过适当的温度梯度和退火条件解决了晶体生长和加工过程中的炸裂问题.     

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.     

方形晶格夹层板减振性能仿真与优化

采用显式有限元方法,以传输损耗系数(TLC)为评价指标,研究了以钢为边界、铜和硅橡胶交替填充的方形晶格夹层板的减振性能,分析了方形填充尺寸对结构减振性能的影响。首先建立方形晶格夹层板的有限元仿真模型,其次引入传输损耗系数作为目标函数,运用遗传算法对方形晶格夹层板的减振性能进行优化,针对不同应用场景,得到的优化结果表明方形晶格夹层板具有不同减振范围的可调谐性。最后分析优化后的拓扑结构在不同频率下的位移场,可以看出其仍是在局部共振机理作用下,表现出对低频弹性波的强衰减,为拓宽夹层板的低频减振性能与可制造性提供了新的设计思路。     

Interrelations between Interionic Separation,Lattice Energy,and Plasma Energy for Alkali Halide Crystals

A simple empirical relationship has been established for the estimation of lattice energies for alkli halide crystals directly from the values of interionic distances. Another new relation has also been proposed between the lattice energy and plasma energy. The calculated plasma energy values are utilized in the estimation of electronic polarizability in alkali halide crystals, in order to test the applicability of the proposed relations. Good agreement is observed between the computed and literature values of electronic polarizability. The merits of the present approach is discussed.     

正钒酸钙晶体原料的合成与生长

本文通过固相合成方法直接合成正钒酸钙晶体原料.并用红外光谱、X射线多晶粉末衍射对所合成的原料进行表征.结果表明,固相合成法可获得纯度较高的正钒酸钙晶体原料.使用该方法合成的原料采用Czochralski高温提拉法生长出φ20mm×25mm的Ca3(VO4)2单晶.     

二维声子晶体振动带隙的最佳参数分析

基于平面波展开法研究二维声子晶体振动带隙的最佳参数特性,数值计算基体为硅橡胶散射体为铝时正方格子和三角格子二维声子晶体的XY模式和Z模式的带隙特性,得到三角格子声子晶体更易形成较宽振动带隙.改变散射体材料特性,模拟得到散射体密度大的材料能够形成较宽带隙.研究结论对于声子晶体应用制作提供理论参考.