掺杂CLBO晶体的生长及性能研究

本文采用顶部籽晶泡生法进行掺杂CLBO晶体的生长及性能研究.分别掺入稀土离子Nd3+、Ce3+、Eu3+,均生长出透明晶体.通过测量掺杂CLBO晶体的荧光谱和定量分析晶体中杂质含量,证实这些杂质确实已掺入CLBO晶体中. 对掺杂晶体进行了吸潮特性和倍频效应的研究,发现掺杂CLBO晶体的吸潮性能有很大的改善,激光倍频转换效率仍然很高.     

CLBO晶体的开裂机理及防开裂方法研究

CLBO晶体的开裂影响了这种性能优良的紫外倍频晶体的实际应用.如何防止晶体开裂,已成为研制CLBO晶体变频器件的关键问题之一.本文从分析CLBO晶体开裂的原因入手,探讨了晶体开裂的微观机理.在此基础上提出了防止晶体开裂的方法.使用溶胶凝胶法制备防潮薄膜,对晶体进行了防开裂实验,得到了初步的结果.     

新型非线性光学晶体硼酸铯锂的研究

本文用顶部籽晶泡生法生长了新型非线性晶体--硼酸铯锂(CLBO).获得了40mm的透明晶体,用非定向的CLBO晶体,初步获得二倍频转换效率η＝37;,获得335nm的激光输出1.3mJ.     

离子束刻蚀处理CLBO晶体抛光表面的研究

本文研究了在不同作用时间、不同工件转速、不同入射角度等条件下离子束对CLBO晶体抛光表面的处理效果.用原子力显微镜来观察和比较了CLBO晶体抛光表面处理前后的形貌和粗糙度.试验结果显示,离子束刻蚀的时间并非越长越好;较大的工件转速使晶体表面粗糙度变大;当离子束入射角度在30～60°之间时,处理后晶体表面粗糙度均变小,90°入射时,粗糙度明显增大.试验证明,离子束处理对晶体抛光表面粗糙度Rz值影响较之Ra值更大.     

CLBO晶体和频产生深紫外激光的理论计算与实验结果

本文介绍了深紫外非线性光学晶体CLBO的光学特性,推导出了CLBO晶体和频时的相位匹配角、有效非线性系数、走离角、允许角宽度和允许温度范围的公式,并进行了详细计算.根据计算结果可知,CLBO晶体和频可以实现深紫外激光的有效输出,并且具有大的有效非线性系数、小的走离角、大的允许角宽度和允许温度范围.由此设计了1064 nm近红外激光和238.7 nm 紫外激光通过CLBO晶体和频产生195 nm深紫外激光的系统方案,并在实验中实现了平均功率217 μW、重复频率10 Hz的195 nm 激光的稳定运转.     

用DSC法测定BBO、LBO和CLBO晶体的恒压比热容

本文用差示扫描量热法(DSC)测定了非线性光学晶体BBO、LBO和CLBO的恒压比热容,计算了在220～420K温度范围内每间隔10K的焓差值和熵差值.有关误差分析表明,该测试方法是有效的,并可用于其它晶体的恒压比热容的测量.     

非线性光学晶体CBO的缺陷形貌分析

以碳酸铯和硼酸为原料采用泡生法生长出三硼酸铯(化学式CsB3O5,简称CBO)晶体,首次报道了利用同步辐射白光X射线形貌术对CBO晶体的(001)面、(010)面和(100)面进行了观察.观察结果表明,CBO晶体的主要缺陷是生长层.缺陷形成的原因是晶体生长炉内热流的非稳态对流和温度振荡导致晶体的微观生长率随时间变化,溶质粒子不能均匀分布在晶体生长前沿.     

新型非线性光学晶体设计及预测研究进展

非线性光学晶体材料作为激光技术及光电子技术核心材料之一,在激光存储、激光通信、激光制导、激光惯性约束核聚变等领域具有重要的应用.随着计算机技术快速发展,材料设计和预测日益成为“自上而下”靶向性新材料研发的一种辅助手段.本文介绍了我们团队近年来在无机非线性光学晶体材料中,关于倍频效应和双折射率的分析方法、材料设计以及结构预测等方面的研究进展.     

非线性光学晶体BaBPO5的生长、结构研究

本文采用顶部籽晶高温溶液法,以Li4P2O7为助熔剂,生长了大尺寸BaBPO5单晶.进行了BaBPO5晶体的结构测定,结果表明该晶体属三方晶系,空间群:P3221,晶胞参数为a=b=0.71329(10)nm,c=0.70368(14)nm,α=β=90°,γ=120°, Z=3.该晶体结构中沿[001]方向存在BO4四面体链,每一个硼氧四面体用它的两个顶点分别与两个PO4四面体相连组成螺旋状的链.硼氧四面体、磷氧四面体和钡氧多面体结合在一起形成一个三维网络结构.同时,对BaBPO5的粉末倍频效应进行了研究.     

硅酸镥闪烁晶体的生长与缺陷研究

本文采用提拉法生长出了硅酸镥闪烁晶体,讨论了晶体生长中遇到的问题,所生长的硅酸镥晶体有开裂、解理、多晶、回熔现象等宏观生长缺陷和包裹物、位错等微观缺陷.开裂是由热应力和晶体解理两种因素引起的,其中热应力是导致开裂的主要因素,优化生长工艺条件可完全避免开裂.晶体中存在两种包裹物,成份分别为氧化镥和坩埚材料铱,氧化镥很可能是未参加反应的原料,也有可能是氧化硅挥发而导致氧化镥析出.     

CLBO晶体生长与紫外倍频性能研究

CLBO晶体是一种性能优良的新型激光紫外倍频晶体材料,本文采用改进的顶部籽晶法生长出大尺寸、高光学质量的CLBO晶体.用尺寸为6mm×5mm×10mm的CLBO四倍频样品测量了晶体对Nd:YAG,1064nm四倍频的紫外倍频性能,266nm激光输出功率达到780mW.针对CLBO晶体的潮解开裂问题,在CLBO倍频器工作和存放时,采用恒温加热套管保护,有效地防止了晶体的潮解开裂.     

CLBO晶体表面化学腐蚀和开裂机理的研究

硼酸锂铯(CLBO)是一种性能优良的紫外倍频晶体,但在室温大气环境中使用时晶体容易开裂,影响了它的实际应用.本文用水(或/和)甘油作为腐蚀剂,对不同取向的CLBO晶体表面进行了腐蚀,对比了表面的腐蚀图案;通过纯甘油和纯水的腐蚀剂作用对比,并结合CLBO晶体晶胞内原子的排列情况,揭示了CLBO晶体开裂的微观机理:水分子从(100)或者(010)面上的结构通道进入CLBO晶体,与Cs、Li和B原子反应,生成Cs2B10O16·8H2O、α-Li4B2O5和H3BO3,打开了CLBO晶体的键链,从而引起晶体的开裂;最后展示了CLBO晶体由于水的侵蚀而开裂的全过程.     

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.     

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.     

ZnO本征半导体的点缺陷机制分析

本文根据Kroger的氧化物点缺陷拟化学平衡方法对ZnO半导体中主要点缺陷的高温热平衡浓度进行了分析和计算,在此基础上依据快速冷却条件下的缺陷"冻结"特征,揭示了室温下ZnO半导体中的亚稳态缺陷状态和载流子分布特征,从而合理揭示了ZnO晶体中点缺陷态和导电机制的依赖关系.     

一维声子晶体缺陷态的研究

用特征矩阵法计算了声波在包含缺陷的一维声子晶体中的传播规律.其带隙结构与不包含缺陷结构的带隙结构相比有明显的不同,系统的透射率不仅与掺杂或替换的介质种类和层数有关,而且与介质的厚度有关.对于通带中的固定频率,透射率随介质厚度的增加呈周期性变化.     

石英晶体中的腐蚀隧道缺陷

石英晶体中的腐蚀隧道缺陷是晶体结构中位错的宏观表现.腐蚀隧道缺陷不仅影响石英加工过程,由于石英晶体元器件常处于冲击、振动、温度变化、辐射等的环境中,腐蚀隧道缺陷也大大影响元器件的性能,降低结构强度.本文对腐蚀隧道进行了比较系统的分析,提出了减少、抑制晶体中腐蚀隧道缺陷的技术手段.