温度梯度法生长Er:BaY2F8晶体开裂现象的研究

对温度梯度法生长Er:BaY2F8晶体的开裂现象进行了研究,从理论上讨论了温场分布、生长速率、热应力和稀土离子掺杂对晶体开裂的影响,并通过实验分析了垂直于解理面方向上膨胀系数的变化对晶体开裂造成的影响.研究结果表明:晶体生长时径向温度梯度越小越好,生长晶体的最佳工艺参数为直径为10 mm,最佳轴向温度梯度为6 ℃/mm,最佳生长速率为0.2～0.3 mm/h.通过缓慢降温,可以成功避免晶体的开裂.     

新型激光基质晶体BaY2F8结晶习性的探索

总结了BaY2F8晶体的结构和性质,利用提拉法实现了BaY2F8晶体的生长,并得到X光衍射和透过率验证.使用的温场梯度为:在r=0,z=0处的径向梯度约为0.26℃/mm,纵向梯度约为27.06℃/mm.为了提高晶体质量,需进一步改进温场,如加大径向梯度、减小纵向梯度,从而有利于熔液径向对流,并降低结晶和生长速度.     

上转换激光晶体Er:BaY2F8的生长与光谱分析

报道了上转换激光晶体Er:BaY2F8以及Er,Yb:BaY2F8的温度梯度法生长及其光谱参数分析.所得到的Er:BaY2F8晶体的直径为13 mm,长度达40 mm,是目前国内最大的此种晶体.测试了晶体的吸收光谱,吸收光谱中Er离子的特征吸收峰清晰可辨.根据J-O理论的计算,得到了唯象的晶场参数Ωi( i=2,4,6),其数值分别为1.43×10-20 cm2,0.49×10-20 cm2和1.36×10-20 cm2.重点分析了Er:BaY2F8晶体的各能级的荧光寿命,较之氧化物有很大的提高,其中4I11/2能级的寿命约为5 ms,这样大的荧光寿命对于上转换激光的形成极为有利.     

BaY2F8晶体生长基元与结晶机理的探讨

本文通过对BaY2F8晶体结构的分析,从晶体的生长基元为负离子配位多面体理论出发,对自然冷却条件下BaY2F8晶体自发结晶习性进行了研究,提出了以Ba2+为中心的近八配位十二面体和以Y3+为中心的近八配位十二面体是晶体生长的基元.并根据自发结晶的BaY2F8的XRD,说明了BaY2F8晶体的{200}、{130}、{021}、{330}、{-111}、{111}、{221}、{002}等面族比较发育的原因.本文证实了仲维卓的负离子配位多面体理论对BaY2F8晶体生长的适用性,并对探索新的BaY2F8单晶生长方法有参考作用.     

坩埚下降法钨酸铋钠晶体生长及其生长面研究

本文用坩埚下降法自发成核的方法生长了钨酸铋钠NaBi(WO4)2晶体,得到了尺寸达18×18 × 52 mm3的透明晶体.研究了该晶体的生长面,发现晶体的生长面以(001)面为主,并运用布拉维(Bravais)法则和负离子配位多面体生长基元理论对这一现象进行了分析.     

石榴石晶体生长过程的生长动力学模型

本文开发了一种基于边界保角变换技术的有限元方法来研究熔体法石榴石晶体生长过程中界面动力学的影响.建立了一个可导致界面上小面形成的动力学模型,该模型可处理界面上粗糙面区域和光滑面区域共存的复杂情况.模型中小面区域的动力学系数与界面上的过冷度及取向角均有关.计算结果显示了小面的形成和界面上各向异性的过冷度分布.     

β′-Gd2(MoO4)3晶体生长中的过冷现象研究

对电阻加热引上法和感应加热引上法生长β′-Gd2(MoO4)3晶体的实验结果进行了比较,分析了两种方法生长晶体过程中熔体过冷和组分过冷的情况.研究认为组分过冷主要与生长过程中MoO3的挥发、Gd2(MoO4)3熔体的粘度及固液界面的温度梯度有关,并认为感应加热引上法较之电阻加热引上法容易得到优质晶体.     

a面白宝石单晶的温度梯度法生长及缺陷的研究

用温度梯度法(TGT)生长出了高质量的a面(11-20)白宝石单晶.通过化学腐蚀和光学显微镜研究了晶体内部的位错分布及其密度的大小,同时应用高分辨X射线四圆衍射法测定了晶体内部的完整性.     

Er:BaY_2F_8晶体中绿光发射的温度特性

利用温度梯度法生长了BaY2F8晶体和Er3+:BaY2F8晶体。测试了Er3+:BaY2F8晶体的室温吸收光谱以及从室温(299 K)到12 K的荧光光谱,分析了温度对Er3+:BaY2F8晶体发光强度的影响。结果表明,在375 nm泵浦光源的激发下,观察到峰值为520 nm和552 nm两种较强的绿光发射,随着温度的升高,520 nm发光峰逐渐增强而552 nm发光峰逐渐减弱;在温度为12 K时,对应于Er3+4I13/2→4I15/2的跃迁处(1.5μm附近)出现多个分立的发射峰,随着温度的升高,这些发光峰逐渐出现展宽并且峰位发生蓝移。最后利用多声子辅助跃迁以及多声子弛豫对于温度的依赖关系来解释上述现象。     

β‘—Gd2（MoO4）3晶体生长中的过冷现象研究

对电阻加热引上法和感应加热引上法生长β‘-Gd2(MoO4)3晶体的实验结果进行了比较，分析了两种方法生长晶体过程中熔体过冷和组分过冷的情况。研究认为组分过冷主要与生长过程中MoO3的挥发，Gd2(MoO4)3熔体的粘度及固液界面的温度梯度有关，并认为感应加热引上法较之电阻加热引上法容易得到优质晶体。     

氟硼铍酸钾晶体的生长、表面形貌和缺陷

采用自发成核方法,以KF-B2O3为助溶剂,在KBBF∶KF∶B2O3为1.5∶5.0∶0.8的体系中,较为重复地生长了尺寸较大的KBBF晶体,从中可加工出10mm×10mm×1.5mm的样品供测试和非线性谐波输出应用.晶体的理想外形由{0001}、{1010}、和{1011}三组单形构成.其宏观缺陷主要为连生、孪生、包裹体,宏观生长台阶和条纹、开裂等.并观察了晶体的表面形貌.     

Temperature gradient controlled growth and optical properties of Er:BaY2F8 crystals

Single crystals of Erbium (Er) doped BaY₂F₈ have been obtained by the temperature gradient technique (TGT). No‐seed‐grown crystal of Er:BaY₂F₈, with the dimensions up to several centimeters, was obtained by self‐crystallization. The optimizations of various growth parameters were systemically investigated. The results indicated that the temperature gradient of 6‐7 K/mm and the cooling velocity less than 6 K/h were suitable for the crystal growth. The XRD data and the investigations on the growth striations by a stereo polarization microscope displayed that the [001] direction is the dominating direction for the crystal growth. The crystal grown by TGT often cracks along with the (100) plane, which is caused by the excessive decrease of the temperature during the crystal growth, for there is a rapid change in the thermal expansion curve of the BaY₂F₈ crystal in the temperature range from 800 °C to 900 °C. The spectral properties of Er:BaY₂F₈ single crystals have been studied and the effects of frequency up‐conversion of the crystals are reported. Spectral data suggest that the quality of Er:BaY₂F₈ crystal obtained by TGT method is good and the crystal has the potential application in laser devices. (© 2010 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

Crystal Growth and Basic Characterisation of the Bismuth Borate Bi2B8O15

Top‐seeded growth of Bi₂B₈O₁₅ from a stoichiometric melt is reported. Crystals have been grown with dimensions of up to 24 × 12 × 5 mm³ . Bi₂B₈O₁₅ shows twin domains at room temperature; their origin was investigated by methods of thermal analysis. The domains were found to result from a sluggish phase transition that occurs in a broad temperature range (ΔT ≈ 20 K) around ∼390 K. Unit cell parameters at room temperature were determined: a = 4.3140(6) Å, b = 22.148(2) Å, c = 6.4695(6) Å, β = 105.46(1)° , possible space group P2₁ (no.4), the non‐centrosymmetry was proved using powder SHG.     

结晶生长的化学键合理论

针对一般晶体的生长过程,在测定相应溶液(熔体)组成结构的基础上,我们引入了晶体生长过渡相区的概念,并采用键价模型来衡量生长过程中发生变化的化学键的键强度。过饱和溶液(熔体)中的生长单元经过生长过渡相区时,依据彼此之间弱的化学键合作用来微调其内部强的化学键,并以单个生长单元或者生长单元的简单连接体的形式键合进入晶格。在整个结晶生长过程中,生长单元之间弱的键合作用对整个结晶过程(生长速度、晶相的形成)起着决定性作用;同时,中等强度的化学键在生长过渡相区中的变化情况对晶体的最终形貌具有重要影响。     

非线性光学材料NaBa4Al2B8O18Cl3的固相合成与晶体生长

本文采用高温固相反应法在800℃合成了NaBa4Al2B8O18Cl3多晶粉末,探索了生长NaBa4Al2B8O18Cl3晶体的助熔剂,采用顶部籽晶技术分别以NaF和LiCl作助熔剂成功生长出NaBa4Al2B8O18Cl3透明晶体,晶体最大尺寸为22mm×22mm×15mm.粉末倍频测试测得NaBa4Al2B8O18Cl3晶体的粉末倍频强度为KDP的0.5～1.0倍.