一种新的非线性光学材料—Na3Sm2（BO3）3

本文采用固相反应法合成了一种新的硼酸盐化合物Na3Sm2(BO3)3,以Na2CO3-H3BO3为助熔剂,用悬挂铂丝法获得了3mm×2mm×0.5mm的透明单晶,X射线粉末衍射分析表明,该化合物属正交晶系,晶胞参数a=0.50585nm,b=1.10421nm,c=0.70316nm.红外光谱测量证实晶体结构中含有BO33-基团,粉末倍频效应测试表明该化合物具有非线性光学效应,粉末倍频信号强度接近KDP.     

具有倍频效应的硼酸盐Pb2 [B5O9]Br化合物的合成、晶体生长及其性质研究

利用高温固相反应法合成出Pb2 [B5O9]Br硼酸盐粉末.采用PbO-NaF做复合助熔剂,利用顶部籽晶法获得了3 mm ×3 mm ×1.5 mm的透明单晶,X射线粉末衍射数据显示,该晶体属正交晶系,Pnn2空间群,晶胞参数为a=1.1524(1) nm, b=1.1431(1) nm, c=0.65399(3) nm. 红外光谱测量证实晶体结构中含有BO3-3和BO5-4基团.反射光谱表明Pb2 [B5O9]Br的紫外吸收边在250 nm左右.Pb2 [B5O9]Br粉末倍频效应(SHG)测试表明该化合物具有非线性光学效应,信号强度约等同于β-BaB2O4.     

掺杂BaAlBO3F2晶体的生长及性能研究

本文通过对BaAlBO3F2(BABF)晶体进行掺杂以增加晶体的双折射率,从而使BABF晶体的最短直接倍频波长紫移,拓宽其应用波段.研究发现Ga掺杂能够使BABF晶体的最短直接倍频波长从273 nm紫移至259.5 nm理论上能够实现四倍频(266 nm)激光输出.采用优化的B2O3-LiF-NaF助熔剂体系,通过中部籽晶法生长出尺寸为25 mm×20 mm×10 mm的Ba(Al,Ga) BO3F2晶体.对该晶体的透过光谱、光学均匀性、弱吸收、倍频匹配曲线、粉末倍频效应和激光损伤阈值的性能进行了表征,结果显示了该晶体在紫外波段激光输出的潜能.     

KCaZn2(BO3)2F的固相合成、晶体结构及表征

采用高温固相合成了一种新的类Sr2Be2B2O7族化合物KCaZn2(BO3)2F,利用粉末X射线衍射精修其晶体结构.该晶体同KCdZn2(BO3) 2F同构,为三方晶系,空间群为P31c,单胞参数为a=5.03096(5)A,c=15.3940(2)A,Z=2.晶体基本阴离子基元是平面三角形的BO3和四面体的ZnO3F基元,两个基元通过共顶的O原子相连,在ab平面形成二维的十二元环的(Zn3B3O6 F3)∞结构.(Zn3B3O6F3)∞结构通过F原子连接,形成(Zr6B6O12F3)∞双层单元,双层单元之内的两层BO3基元排列方式基本相反.(Zn6B6O12F3)∞双层单元与同它中心对称的另一个(Zn6B6O12F3)∞双层单元在c方向堆垛成三维的结构,K+和Ca2+分别位于(Zn6B6O12F3)∞双层单元的层内和层间空隙处.紫外可见漫反射光谱表明该晶体在400～2500 nm范围具有高的透过率,晶体的紫外截止波长为235 nm.     

一种新型紫外非线性光学材料Ba2Be2B2O7

利用高温固相反应合成了一种新的非线性光学材料Ba2Be2B2O7（简称TBO）,利用顶部熔盐籽晶法生长出了可供初步性能测试的TBO晶体,结构分析表明,TBO晶体的基本结构单元与SBBO（Sr2Be2B2O7)相同,并且均含有对非线性光学效应起主要作用的[BO3]基团,TBO的粉末倍频效应大约为KDP（KH2PO4）的2倍,TBO晶体的物理化学性质稳定,不吸潮,硬度适中,并且易于加工。     

硼酸钾锶晶体的高温溶液法生长研究

以摩尔比为3∶1的NaF和H3 BO3为复合助熔剂,采用高温溶液法生长出了尺寸达7×4 ×3 mm3的较透明的KSr4B3O9单晶,并探讨了生长KSr4B3O9晶体助熔剂体系的选择.该晶体属正交晶系,空间群为Ama2,晶胞参数为:a=109.87(2) nm,b =119.48(2) nm,c =68.865(2) nm.该晶体结构是由KO10基团,SrOx(x=8,9)基团和独立的BO3三角形相互连接构成的三维网络结构;UV-Vis-NIR漫反射光谱说明KSr4B3O9化合物在紫外区230 nm左右才表现为全吸收;粉末倍频测试结果表明该化合物总的倍频效应与KH2PO4 (KDP)相当.     

K2CaB8O26H24晶体的生长及其性质的研究

采用室温溶液法生长K2CaB8O26H24晶体,并得到尺寸为11mm×6 mm×5 mm的单晶.该晶体属于正交晶系,P212121空间群,晶胞参数为a＝1.15520(2)nm,b＝1.24751(3)nm,c＝1.65768(4)nm.红外光谱测量证实晶体结构中含有BO33-和BO54-基团.透过光谱表明K2CaB8O26H24晶体紫外吸收边在200nm左右.K2CaBsO26H24晶体粉末倍频效应(SHG)测试表明该化合物具有倍频效应,信号强度约为KH2PO4晶体的0.3倍.     

CdHg(SCN)4晶体的结构和光学性质的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)和赝势方法,研究CdHg(SCN)4(CMTC)的晶体结构、电子结构和光学性质.计算结果表明:优化后的晶体晶格常数与实验值基本一致,CMTC晶体以-Cd-N=C=S-Hg-为链形成的无限三维网络结构具有较强的稳定性;能带结构具有明显的直接带隙结构,用LDA+U方法计算CMTC晶体带隙为3.223 eV,与实验值3.265 eV相接近;键合性质的计算显示S-C和C-N键具有明显的共价性,而Cd-N和Hg-S键具有明显的离子性.依据阴离子基团理论,计算了CMTC晶体的倍频系数,CMTC晶体倍频系数的计算值(d14=1.58～ 1.74 pm/V,d15=5.77～7.69 pm/V)与实验值(d14=1.4 ±0.6 pm/V,d15 =6.0 ±0.9 pm/V)基本一致,研究发现CMTC晶体的非线性光学效应主要来自于多面体Cd (NCS)4和Hg (SCN)4基团.     

具有非对称中心结构的硼酸盐Bi2ZnB2O7的合成、晶体结构和光学性质

具有非对称中心结构的硼酸盐Bi2ZnB2O7由固相反应法在低于700℃下制备得到.X射线单晶结构分析表明,该化合物以正交空间群Pba2结晶,晶体学参数为:a=1.0819(2)nm,b=1.1023(2)nm,c=0.4890(1)nm,Z=4.其晶体结构中包含分别由[BO3]3-和[BO4]5-组成的[B2O5]4-和[B2O7]8-基团,它们被[ZnO4]四面体通过共用O原子的方式连接成二维2∞[ZnB2O7]6-层,这些层由Bi3+离子进一步结合形成三维网.红外光谱证实了[BO3]3-和[BO4]5-基团的存在,粉末倍频效应测试表明,其强度为KDP(KH2PO4)的4倍,UV漫反射光谱表明该物质吸收边约为360 nm.     

Na3La2(BO3)3的晶体结构

以Na2CO3-H3BO3-NaF为助熔剂,使用顶部籽晶法生长出Na3La2(BO3)3透明单晶.测定了Na3La2(BO3)3的晶体结构,该晶体属正交晶系,空间群:mm2(No.38),晶胞参数为a＝0.51580(10)nm,b=1.1350(2)nm,c=0.73230(15)nm,α＝β＝γ＝90°,V＝0.42871(15)nm3,密度:.053g/cm3.晶体结构中的硼氧基团是平面的BO3基团,BO3基团相互独立,且与Na(1)O6、Na(2)O8、Na(3)O6和La(1)O9配位多面体连结形成三维网络骨架结构.讨论了Na3La2(BO3)3的晶体结构与倍频效应的关系.     

沉积压强对Sc掺杂ZnO薄膜性能的影响

利用射频磁控溅射方法,采用Sc_2O_3掺杂(质量百分比2;)ZnO为靶材在石英玻璃上制备透明导电ZnO:Sc(SZO)薄膜.用X射线衍射仪、分光光度计及霍尔测试仪等对样品进行表征,分析了沉积压强从0.3 Pa到2.0 Pa的变化对SZO薄膜的微结构及光学特性的影响.XRD研究结果表明所有样品都是六角密堆积结构,而且溅射压强对SZO薄膜的微结构有着显著的影响.所有SZO薄膜的透过率在可见光区域均大于85;,近紫外区域由于吸收,透射率大大降低.     

溅射制备Zn(O,S)薄膜及其在CIGS电池中的应用

通过射频磁控溅射(MS)工艺,在不同溅射功率下制备Zn(O,S)薄膜,并将其应用于CIGS异质结器件结构中.采用XRD、XRF、台阶仪、透反射光谱仪、SEM以及wxAMPS仿真软件对Zn(O,S)薄膜以及MS-Zn(O,S)/CIGS异质结器件进行研究.结果表明,低功率条件下(<80 W),Zn(O,S)薄膜内S/Zn明显降低,带隙减小,所制备的微晶或非晶结构Zn(O,S)薄膜材料中生成闪锌矿结构ZnS (α-ZnS);高溅射功率下(>100 W),薄膜内S/Zn增加并趋于稳定,Zn(O,S)材料结晶性能改善,α-ZnS消失,带隙增加.器件仿真结果表明,低功率条件下,缓冲层与吸收层(AB)界面导带失调值(CBO)增大,空间电荷区(SCR)复合加剧;高功率条件下,器件品质因子升高明显,主要是由于高功率引起的异质结界面类受主缺陷浓度增加.     

Crystal growth and spectral properties of Nd:Ca5(BO3)3F

A neodymium doped Ca₅(BO₃)₃F single crystal with size up to 51×48×8 mm³ has been grown by the top seeded solution growth (TSSG) technique with a Li₂O‐B₂O₃‐LiF flux. The spectra of absorption and fluorescence were measured at room temperature. According to Judd‐Ofelt (J‐O) theory, the spectroscopic parameters were calculated and the J‐O parameters Ω₂, Ω₄, Ω₆ were obtained as follows: Ω₂ = 1.41×10⁻²⁰cm², Ω₄ = 3.18×10⁻²⁰cm², Ω₆ = 2.11×10⁻²⁰cm². The room temperature fluorescence lifetime of NCBF was measured to be 51.8 μs. According to the J‐O paramenters, the emission probabilities of transitions, branching ratios, the radiative lifetime and the quantum efficiency from the Nd^{3+ 4}F_3/2 metastable state to lower lying J manifolds were also obtained. In comparasion with other Nd‐doped borate crystals, the calculated and experimental parameters show that NCBF is a promising SFD crystal.     

微晶硅薄膜纵向不均匀性的Raman光谱和AFM研究

本文研究了采用VHF-PECVD技术制备的微晶硅薄膜的纵向均匀性.喇曼测试结果显示:微晶硅薄膜存在着生长方向的结构不均匀,随厚度的增加,材料的晶化率逐渐变大;不同衬底其非晶孵化点是不一样的,对于同一种衬底,绒度大相应的晶化率就大,对应着孵化层的厚度小;AFM测试结果明显的给出:材料的结构随厚度增加发生变化.     

红外非线性晶体材料AgGa1-xInxSe2的生长和性能表征

AgGa1-xInxSe2是近几年来研制的新型红外非线性光学晶体材料,其主要特点是借着Ga和In含量,即x值的变化,改变材料的折射率、双折射,实现三波共线非线性作用的非临界(90°)相位匹配.我们用垂直布里奇曼法生长单晶,获得了φ35mm×50mm的AgGa1-xInxSe2单晶棒.对生长出晶体棒In的浓度分布进行了测试.晶体元件用红外观察镜和分光光度计分别进行了观察和测试,晶体透光率良好.用一台TEA CO2激光泵浦一块5×6×16mm3的AgGa1-xInxSe2(x=0.3234)晶体元件,成功地实现了10.6μm非临界相位匹配倍频,输出5.3μm的中红外激光.     

新型AgGa1-xInxSe2晶体用于CO2激光倍频研究

本实验室用布里奇曼方法成功生长出有应用前景的新型四元非线性AgGa1-xInxSe2晶体,对晶体光学透过,红外低倍显微成像,反射损耗和吸收系数进行了研究和计算.基于纯AgGaSe2和AgInSe2的Sellmeier方程,用线性内插方法计算了不同In含量的AgGa1-xInxSe2在0.9～19μm的Sellmeier色散系数并建立了Sellmeier方程.计算和描绘了Ⅰ型相位匹配CO2激光二次谐波产生的调谐曲线,并标出我们的倍频实验数据.在近似非临界相位匹配条件下,进行了TEA CO2激光10.6μm在AgGa1-xInxSe2中的倍频实验研究,并与AgGaSe2进行了比较,测量的1#AgGa1-xInxSe2相位匹配角θ及相位匹配接收外角△θext·L分别为88.2°和7.7°·cm,AgGa1-xInxSe2的倍频效率比AgGaSe2高出近3倍.     

用于红外变频的大尺寸AgGaS2晶体生长

在红外变频非线性光学应用中需要高光学质量大尺寸AgGaS2晶体元件.我们采用改进的Bridgman方法生长直径28mm、长度60～80mm的晶体棒.成功生长的关键是要采用C向籽晶.[001]籽晶生长的晶体中很少发现裂纹、聚片孪晶等宏观缺陷.在Ag2S共存下的热处理能有效地排除晶体中的异相沉淀,显著改善透明度.我们制备的Ⅰ型相位匹配8mm×10mm×16mm和5mm×5mm×15mm?AgGaS2晶体元件分别成功地应用于差频、和频激光实验.     

2.45MHz单边带石英晶体滤波器研制

采用一臂多晶体的差接桥型电路,通过合理的晶体设计及展宽线圈方法,解决了中等带宽单边带滤波器通带调平的问题,研制出了具有12KHz带宽且载频边衰减陡峭的2.45MHz分立式上边带晶体滤波器.该产品在-40℃～+85℃环境温度范围工作时,带内波动≤2dB,载频抑制接近80dB,矩形系数≤1.2,插入损耗≤2dB.     

中红外非线性光学晶体的研究进展

本文综述了几种重要的中红外非线性光学晶体的研究进展,分别详细介绍了各自的结构特点、非线性性能以及他们在频率变换方面的重要应用.提出了在中红外非线性光学晶体生长中遇到的困难,并探讨了解决问题的途径.认为生长性能优异、足够尺寸的红外非线性光学晶体具有非常重要的应用价值,并对中红外非线性光学晶体的研究进行了展望.     

Influence of reduced working frequencies on the floating‐zone growth of silicon single crystals

Lowering the working frequency in the inductively heated floating zone growth of Si Single crystals will reduce the risk of arcing at the induction coil. This is of particular interest in the growth of large diameter crystals. In the current paper we present results from growth experiments at lower frequencies, 2 MHz and 1.7 MHz. It is found that the growth of dislocation‐free crystals is possible at these frequencies and cause distinct changes in the interface deflection and radial resistivity profiles. Results from numerical simulation of the melt flow at different frequencies are presented. (© 2011 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)