不同波长条件KDP晶体的非线性光学性质研究

采用Z扫描方法系统的研究了KDP晶体在不同激光波长条件下的非线性光学性质.当λ=355 nm,功率密度为57.92 GW/cm2和λ=532 nm,功率密度为105.94 GW/cm2时,KDP晶体均呈现强烈的反饱和吸收和自聚焦效应,其非线性吸收系数和非线性折射率分别为6.50×10 -2cm/GW,1.17×10 -2cm/GW和8.02×10 -7cm2/GW,6. 14×10 -7cm2/GW;而在1064 nm波长,功率密度为347.95 GW/cm2时KDP晶体并未表现出明显的非线性性质.结果表明,在短波长的激光作用下,KDP晶体更容易产生非线性效应,双光子吸收是KDP晶体非线性吸收的主要机制.     

抗"灰迹"KTP晶体光学性能研究

用改进的熔盐顶部籽晶法生长了KTiOPO4(KTP)晶体并对该晶体进行了抗"灰迹"性能测试.测试表明,在功率密度为120kW/cm2的1064nm激光和10kW/cm2的532nm激光共同照射1000s后, 晶体在633nm处的吸收依然维持在1.05×10-4/cm左右,表明该晶体比普通KTP晶体具有更高的抗 "灰迹"性能.透过率测试表明,用本方法生长的KTP晶体在波长短于500nm的区域比普通KTP晶体有更高的透过率.通过实验测定,得出该晶体在室温下1064nm倍频Ⅱ类相位匹配角θ=90°时φ=24.40°.     

Ⅰ类高氘DKDP晶片性能研究

受到晶体尺寸以及非线性光学性能的影响,目前可供选择的非线性晶体非常有限。DKDP晶体作为传统大尺寸光电材料,在光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)装置中得到了应用。高氘化的DKDP晶体有更好的光学性能,然而生长出高氘化DKDP晶体对生长环境等有更加严格的要求。本文通过改良的原料合成罐以及生长槽,采用点籽晶快速生长法成功生长出高氘DKDP晶体。按照Ⅰ类(θ=37.23°, φ=45°)切割方式制备样品,并对其氘含量、透过率、光学均匀性以及晶体激光损伤阈值进行测试。实验结果表明,晶体的平均氘含量达到98.49%,在可见-近红外波段下具有较宽的透过波段和较高的透过性能。R-on-1的测试结果显示,在3 ns、527 nm条件下,DKDP晶体的激光损伤阈值达到了19.92 J/cm²。晶体光学均匀性均方根达到了1.833×10^-9,表明晶体具有良好的光学均匀性。     

4-氨基二苯甲酮晶体的定向生长及光学性能研究

采用过冷熔体定向约束生长法生长了尺寸约为30 mm×14 mm×7 mm的块状4-氨基二苯甲酮晶体,并对生长晶体的光学均匀性、光学透过率、二次谐波转换效率以及激光损伤阈值等性能进行了测试.结果表明:定向生长的4-氨基二苯甲酮晶体在650~1200 nm波段内具有90;以上的光学透过率;最高二次谐波转换效率达到64.9;;单点激光脉冲损伤阈值分别为205.4 GW/cm2(输入光波为1064 nm)和267.2 GW/cm2(输入光波为532 nm).采用过冷熔体定向约束生长的4-氨基二苯甲酮晶体适合于用作Nd: YAG激光的二次倍频器件,也适合于用作650~1200 nm波段的光学调制器件.     

间硝基苯胺晶体的定向生长及光学性能研究

采用过冷熔体定向约束生长方法生长了尺寸约为30×15×8 mm3的块状间硝基苯胺晶体,并对生长晶体的光学均匀性、光学透过率、二次谐波转换效率以及激光损伤阈值等性能进行了测试.结果表明:生长的间硝基苯胺晶体在500～1150 nm波段内的光学透过率均在92;以上;最高二次谐波转换效率达到69.6;;单点激光脉冲损伤阈值分别为19.8 GW/cm2(输入光波为1064 nm)和45.3 GW/cm2(输入光波为532 nm).采用过冷熔体定向约束生长的间硝基苯胺晶体适合用作Nd: YAG激光的二次倍频器件,也适于作500～1150 nm波段的光学调制器件.     

新的有机非线性光学倍频材料--水合D-酒石酸苯胺加合物的制备和晶体结构

本文报道了两种新的有机加合物非线性光学材料--水合D(或L)-酒石酸苯胺晶体的制备、单晶生长,用X射线衍射仪测定了D-酒石酸苯胺晶体结构,其晶体学数据为:单斜晶系,P21空间群,a=0.9610(3)nm,b=0.7285(2)nm,c=1.7323(6)nm,β=96.489(6)°,V=1.2050(7)nm3,Z=4,R1=0.0455,wR2=0.0879.经测定表明,D-酒石酸苯胺和L-酒石酸苯胺晶体具有相同单晶结构.这两种晶体在1064nm的Nd3+:YAG调Q脉冲激光束照射下均产生绿色的532nm的倍频光,其倍频光强度与KDP晶体基本相同,具有稳定的物理化学性质.     

超大尺寸KDP/DKDP晶体研究进展

KDP/DKDP晶体具有生长方法简单、成本较低、光学性能良好等优点,而可生长出的超大尺寸KDP/DKDP晶体是目前唯一可用于高功率激光工程的单晶材料.但是在晶体的生长过程中存在很多影响因素,同时对晶体进行后处理也会影响晶体的性能,这都直接关系到超大尺寸KDP/DKDP晶体的实际应用.鉴于此,本文综述了近些年超大尺寸KD...     

三氯乙酸苯胺加合物的制备和晶体结构

制备了具有非线性光学特性的标题加合物,以蒸发法培养出无色透明的、晶形完整的单晶,该晶体在1064nm的Nd3+:YAG调Q脉冲激光束照射下,产生绿色的532nm的倍频光,其倍频光强度约是KDP的3～4倍.以X射线衍射法测定了1:1加合物的晶体结构,晶体学数据为:单斜晶系,Pc空间群,a=0.60457(16)nm,b=1.0940(3)nm,c=0.8667(2)nm,β=104.045(4)°,V=0.5561(3)nm3,Z=2,Mr=256.50,Dc=1.532g/cm3,μ=0.797mm-1,F(000)=260,R1=0.0540,wR2=0.1325.三氯乙酸与苯胺之间存在着质子的转移,二者通过分子间氢键相连接形成稳定的三维氢键网络结构.     

点籽晶定向生长70％DKDP晶体的研究

磷酸二氢钾(KDP)类晶体快速生长主要采用点籽晶快速生长方法,三维生长的点籽晶不可避免的会使晶体产生柱锥交界线,从而影响晶体的性能和质量.本文通过所设计的载晶架,改进传统点籽晶快速生长方法,采用点籽晶定向生长方法,成功生长出磷酸二氘钾晶体(70%DKDP),避开生长晶体中的柱锥交界线取片,并对其氘含量、透过率、抗激光损伤性能以及光学均匀性等指标进行了测试.结果表明:所生长的晶体氘含量符合设计要求,晶体透过率和抗激光损伤性能和传统点籽晶快速生长晶体保持一致.光学均匀性结果表明样片内部无柱锥交界线,对于大口径70%DKDP晶体的生长具有指导意义.     

优质DKDP晶体的点状籽晶生长及其表征研究

本文在研究DKDP溶液稳定性的基础上,采用Z切点状籽晶(5mm×5mm×3mm)生长了多块DKDP晶体,在250ml和1000ml生长瓶中分别获得了在[100]和[001]向生长速度可达到3mm/d和4.5 mm/d的点状籽晶生长优质DKDP晶体的生长条件.通过等离子体发射光谱(ICP)和紫外可见光谱分析发现DKDP晶体柱面的金属离子含量比锥面高,柱面的紫外可见吸收比锥面大.性能测试结果表明,点状籽晶全方位生长的DKDP晶体的激光损伤阈值约为5GW/cm2、半波电压约为4kV、动态消光比约为1600∶1,发现与传统方法生长晶体的性能没有明显的差别.