Fe2+∶ZnSe晶体制备及光学吸收

本文采用热扩散掺杂技术制备了Fe2+∶ZnSe晶体,获得尺寸达φ20 mm×2.0mm的晶体样品.光谱测试分析结果显示,晶体样品在3.0 μm附近具有显著的Fe2+∶ZnSe晶体的特征吸收,相对吸收强度达85;;通过ICP-AES测试该晶体样品中铁离子为4.5 ×1017 cm-3;分析了影响掺杂铁离子浓度的主要因素.     

CaF2晶体的生长与光学性能

采用导向温度梯度法(TGT)生长CaF2晶体,建立了生长炉内的垂直温度梯度场.研究表明影响晶体质量及光学性能的主要因素包括坩埚材料、温度场、生长程序及原料纯度等.从大量的实验中总结出TGT法生长高质量CaF2晶体的生长条件如下:石墨坩埚;轴向梯度≤2℃/mm;生长降温速率1.5～2.5℃/h;冷却速率≤40℃/h.     

ZnSe单晶生长及性能研究

采用物理气相输运法对ZnSe(4N)多晶原料在850℃±10℃进行提纯,再用高压坩埚下降法在1530℃、氩气保护气氛下生长出高质量ZnSe单晶体.研究了提纯过程温度的选择以及氧含量和压力对于晶体生长的影响.对生长出的单晶体进行均匀性测试表明ZnSe单晶完整性和均匀性良好.对ZnSe单晶进行光学性能测试分析表明ZnSe单晶的折射率高,吸收系数低,红外透过率大于70;.     

双温区热扩散掺杂Fe2+∶ZnSe激光晶体的制备及激光输出性能

本文以CVD ZnSe晶片为基质材料,以FeSe粉末为掺杂物,采用双温区热扩散掺杂技术获得了尺寸为Ø22 mm×4 mm的Fe²⁺∶ZnSe激光晶体。通过二次离子质谱(SIMS)测试该晶体样品表面铁离子浓度为3.43×10¹⁸ cm^-3,并通过X射线光电子能谱(XPS)分析了晶体样品中铁元素的离子价态。采用UV/Vis/NIR分光光度计和傅里叶红外光谱仪测试了Fe²⁺∶ZnSe激光晶体的透过谱图。测试结果显示,在3.0 μm处出现了明显的Fe²⁺吸收峰,峰值透过率为5.5%。以波长为2.93 μm的Cr, Er∶YAG激光器为泵浦源,温度77 K时抽运尺寸10 mm×10 mm×4 mm的 Fe²⁺∶ZnSe晶体,获得了能量为191 mJ、中心波长4.04 μm的中红外激光输出,光光转换效率13.84%。     

Cr2+∶ZnSe中红外激光晶体生长及光谱性能

采用物理气相输运法( PVT),以Cr2+∶ ZnSe多晶为原料,在源区温度约为1000℃、温差为6～7℃条件下生长2周,获得了体积约为0.7 cm3的Cr2+∶ZnSe晶体.紫外-可见-近红外透过光谱显示,Cr2+∶ZnSe样品在1770nm左右出现了强吸收;Cr2+浓度在1019 atoms/cm3数量级,与原料中Cr2+浓度基本一致,反映了较低温度PVT法生长有利于获得预期的Cr2+掺杂浓度.荧光测试结果表明,Cr2+∶ZnSe样品谱线对称性好,发射峰位约在2400 nm,线宽约600 nm;室温荧光寿命为5.52×10-6s.数据分析结果表明,Cr2+∶ZnSe样品的吸收截面和发射截面峰值分别为1.1×10-18cm2和2.3×10-18 cm2.     

化学气相沉积法制备ZnSe多晶材料的缺陷研究

本文介绍了ZnSe晶体的制备方法及其重要应用背景,系统地总结了化学气相沉积法(CVD)制备ZnSe过程中产生的各类缺陷,包括云雾、孔洞和微裂纹、夹杂、分层和胞状物。采用SEM、体视显微镜、金相显微镜、傅里叶光谱仪等方法对缺陷进行了表征。结合国内外文献和检测结果,对各类缺陷可能的产生机理及抑制方法进行了阐述与分析。     

ACRT-Te溶剂法生长的ZnTe∶Cr晶体的光谱性能

采用改进的ACRT-Te溶剂法制备了ZnTe∶ Cr晶体,并对晶体的光谱特性进行了表征.紫外-可见-近红外透过光谱分析表明,晶体在800 nm和1790 nm处出现了与Cr2+有关的强吸收,并在570 ～ 750 nm范围内存在与Zn空位有关的吸收.低温光致发光(PL)谱分析表明,晶体在530 nm附近和595 ～ 630 nm之间出现近带边(NBE)发射和自激活(SA)发射.进一步分析表明,NBE发射由受主束缚激子(A1,X)峰、电子-受主对(e,A)峰和施主-受主对(DAP)发光峰组成.利用Arrhenius公式对变温PL谱上的NBE峰进行拟合,得出样品在低温(＜50 K)和高温(＞50 K)时的热猝灭激活能分别为3.87 meV和59.53 meV.红外荧光谱分析表明,ZnTe∶ Cr晶体的室温荧光发射带为2～2.6 μm,荧光寿命为1.0 ×10-6s.     

ZnSe微球的制备与性能研究

采用水热法,以ZnSO4·7H2O为Zn源,Na2SeO3为Se源,NaOH溶液为反应介质,N2H4·H2O为还原性助剂,在140℃下反应24 h,合成了直径为1～4μm、分散性较好的ZnSe微球.SEM、XRD和UV-Vis测试发现,NaOH和N2H4·H2O共同控制着ZnSe的形貌,制备的ZnSe微球是由平均尺寸为20.7 nm的ZnSe纳米晶在N2微泡上聚集而成的中空球.     

ZnSe红外窗口材料的性能及其制备

ZnSe是一种优秀的红外窗口材料,得到广泛的关注.在本文叙述了ZnSe红外窗口材料的光学特性和力学特性,以及详细地描述ZnSe体单晶熔体法、气相法、溶液法和固相再结晶制备技术及其影响因素.     

Ce∶YAG透明陶瓷的制备和光学性能

采用固相反应法结合真空烧结技术制备了不同Ce3掺杂浓度的Ce∶YAG透明陶瓷,通过扫描电子显微镜(带能谱仪)、分光光度计和荧光光谱等系统研究了陶瓷的显微结构和光学性能.结果表明,所制得的透明陶瓷样品离子掺杂均匀、致密度高,透光性较好,可见光范围直线透过率高达80.0;,样品在460 nm蓝光激发下可以发射中心波长为530 nm的宽带黄绿光,随着掺杂浓度的增加,发射峰发生红移,并出现了明显的浓度猝灭现象.所制备的透明陶瓷样品光学质量优异,是一种能够替代Ce∶YAG荧光粉体的新型荧光材料.     

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.     

片状ZnSe纳米材料的溶剂热法制备及表征

采用溶剂热法,对制备的前驱体进行热处理,最后得到了片状结构的ZnSe纳米材料.然后利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM))和光致发光谱(PL)等测试手段对样品的晶体结构、形貌、微结构和光学性质等进行了表征分析.结果表明制备的ZnSe块状结构是由厚度大约在200 ～300 nm纳米带堆叠而成,其晶体结构为密排六方晶体结构.此外,通过分析反应过程,对片状ZnSe生成过程中的可能的化学反应和片状ZnSe可能的形成机理做了简单的分析.     

激光加热基座法制备Er:YAP单晶光纤及性能表征

本文采用了激光加热基座(LHPG)法逆向生长技术,实现了多组分Er∶YAP晶体的快速制备。利用LHPG法开展了Er∶YAP单晶光纤的生长研究,通过解决单晶光纤生长过程中存在的色心、开裂、直径起伏等关键问题,制备出直径0.8 mm、长度65 mm的高品质Er∶YAP单晶光纤。对不同掺杂浓度Er∶YAP晶体的光谱性能进行表征分析,结果表明掺杂浓度5%(原子数分数)时,Er³⁺间存在较强的能量传递过程,有利于实现高效率中红外激光输出。     

2.1μm激光晶体Cr,Tm,Ho∶YAG的生长、光谱和激光性能

采用提拉法成功生长出了优质的Cr,Tm,Ho∶ YAG晶体,并对其光谱及激光性能进行了研究.测量了晶体在350～2700 nm波段内的吸收光谱.用450 nm激光激发,测量了晶体的稳态和瞬态荧光光谱,拟合得到2.1 μm激光上能级的寿命为10.65 ms.用F-L公式计算了晶体在2.1 μm处的发射截面为6.92×10-20 cm2,并与其他Ho3+掺杂的激光晶体进行了对比.采用氙灯泵浦Cr,Tm,Ho∶ YAG晶体棒,实现2.1 μm的脉冲输出.在3 Hz和10 Hz时的激光阈值分别为33.11 J和33.88 J,斜效率均为4.5;,比市售成熟的激光棒的激光输出效率更高.     

BaZrO3∶（Ce、Pr）纳米粒子的制备及发光性能研究

采用醇水溶剂热法制备了BaZrO3∶(Ce、Pr)发光粒子。用XRD,SEM等测试技术分析了样品物相变化及形貌特征;用荧光光度计分析了样品的激发光谱和发射光谱。结果表明,当n(Ba)∶n(Zr)=0.7∶1,反应温度200℃,保温时间20h,V(H2O)∶V(C2H5OH)=1∶3,pH=14时,制备出分散性良好、粒径约39.0nm、形貌近似球形的BaZrO3∶(Ce、Pr)纳米粒子。当掺杂Ce3+、Pr3+摩尔浓度比为1∶3时,样品的发光强度最大。     

ZnS∶Al复合粒子的制备及其多波段兼容隐身性能的研究

为了使Al粉具有多波段兼容隐身的功能,采用均匀共沉淀法将ZnS复合于片状金属铝粉表面,获得了ZnS∶Al复合粒子;借助XRD、SEM、EDS对ZnS∶Al粉末的相组成和表面形貌进行了表征;测试了ZnS∶Al复合粒子的红外发射率、电磁参数和吸波性能.结果显示:实验制得的ZnS∶ Al复合粒子包覆较为完整,在中远红外波段具有低红外发射率0.4520;在2～18 GHz频段内,最大反射率为-16.73 dB,微波吸收能力增强;ZnS:Al复合粒子具有多波段兼容隐身的功能,在多波段兼容隐身材料中具有重要的应用价值.     

光学浮区法生长Si∶β-Ga2O3单晶及其光谱研究

采用浮区法生长了质量较好的Si∶β-Ga2O3单晶,直径约为8mm,长度约为2 cm.进行了X射线粉末衍射和X射线荧光分析,结果表明所得Si∶β-Ga2O3单晶属于单斜晶系,而且Si确实进入了β-Ga2O3格位中;在室温下测试了Si∶β-Ga2O3吸收光谱,吸收截止边约为255 nm,并分析了退火对吸收截止边的影响;测试了荧光发射谱,研究了不同激发波长对其紫外及紫色波段发光的影响.     

Ce∶CdGd2(WO4)4单晶的生长和发光性能研究

以高温固相反应法合成了Ce∶ CdGd2 (WO4)4和CdGd2(WO4)4多晶料原料,采用提拉法生长出了Ce∶ CdGd2(WO4)4和CdGd2(WO4)4晶体.测量了紫外可见透过光谱、光致激发和荧光发射光谱、拉曼光谱以及紫外光激发下的衰减时间,并进行了相互比较.结果表明,生长出的单晶透过性良好,Ce∶ CdGd2(WO4)4晶体吸收边有红移.在激发波长为320 nm光激发下,荧光发射光谱的峰均位于525 nm,Ce∶CdGd2(WO4)4和CdGd2(WO4)4的衰减时间分别为1.4μs和1.5μs.     

光学浮区法生长掺锡氧化镓单晶及性能研究

作为垂直结构的GaN基LED新型衬底材料,β-Ga2 O3单晶已经引起了人们的广泛关注.β-Ga2O3单晶的导电性是通过掺杂来实现的,Sn4掺入是其中一种很好提高-Ga2O3导电性的方法.利用光学浮区法生长了尺寸为5×20 mm2,掺杂浓度为10;的掺锡氧化镓单晶(Sn∶ β-Ga2O3),并对Sn∶ β-Ga2O3单晶的缺陷密度、导电和荧光光谱特性进行了研究.结果表明:实验制得Sn∶β-Ga2O3样品的线缺陷约为6.51×105/cm2,掺入Sn4+杂质后β-Ga2 O3的电导率增加,样品的最高电导率为2.210 S/cm,同时Sn4+的掺入会抑制β-Ga2O3的红绿光发射.     

新型Q开关晶体Cr4+∶YAG的生长和退火研究

采用二价Ca离子作为电荷补偿离子由提拉法生长出了具有高光学质量的调Q开关晶体Cr4+∶YAG并对该晶体进行了退火研究.吸收光谱测量表明原生态晶体中已有少量Cr4+离子存在.晶体经空气中退火后Cr4+离子浓度和1.06μm处的吸收系数均显著提高.晶体生长和退火实验显示出晶体中Cr4+离子的浓度不仅取决于掺杂的Cr3+离子的浓度,而且同晶体中的Ca/Cr浓度比密切相关.