Exploration of the Crystal Structure and Thermal and Spectroscopic Properties of Monoclinic Praseodymium Sulfate Pr2(SO4)3

Praseodymium sulfate was obtained by the precipitation method and the crystal structure was determined by Rietveld analysis. Pr₂(SO₄)₃ is crystallized in the monoclinic structure, space group C2/c, with cell parameters a = 21.6052 (4), b = 6.7237 (1) and c = 6.9777 (1) Å, β = 107.9148 (7)°, Z = 4, V = 964.48 (3) ų (T = 150 °C). The thermal expansion of Pr₂(SO₄)₃ is strongly anisotropic. As was obtained by XRD measurements, all cell parameters are increased on heating. However, due to a strong increase of the monoclinic angle β, there is a direction of negative thermal expansion. In the argon atmosphere, Pr₂(SO₄)₃ is stable in the temperature range of T = 30–870 °C. The kinetics of the thermal decomposition process of praseodymium sulfate octahydrate Pr₂(SO₄)₃·8H₂O was studied as well. The vibrational properties of Pr₂(SO₄)₃ were examined by Raman and Fourier-transform infrared absorption spectroscopy methods. The band gap structure of Pr₂(SO₄)₃ was evaluated by ab initio calculations, and it was found that the valence band top is dominated by the p electrons of oxygen ions, while the conduction band bottom is formed by the d electrons of Pr³⁺ ions. The exact position of ZPL is determined via PL and PLE spectra at 77 K to be at 481 nm, and that enabled a correct assignment of luminescent bands. The maximum luminescent band in Pr₂(SO₄)₃ belongs to the ³P₀ → ³F₂ transition at 640 nm.     

基于石墨烯的布洛赫表面波调控特性研究

布洛赫表面波(Bloch surface wave,BSW) 具有传输损耗低、显著表面局域场增强、环境敏感等特性,因而被视为研究近场光和物质相互作用的关键技术。其主要在截断的一维光子晶体与外界介质的界面激发并沿此界面传播,通过传播界面微纳结构的设计,可在纳米尺度实现对BSW的有效调控。本文从BSW的模式特性出发,提出了石墨烯加载的一维光子晶体BSW传感器件结构。通过改变石墨烯层的结构参数,调节激发模式在光子带隙中的位置,研究激发模式的光场传输特性,实现对BSW激发波长、振幅和相位的调控。进一步利用其对外界介质折射率变化非常敏感的特性,对其传感检测能力进行研究。结果表明,该器件有望实现高灵敏度的生化传感检测应用。该研究为新型BSW集成光子器件的设计与发展提供了新思路。     

旋光晶体的寻常折射率与左旋光和右旋光折射率的关系

由光的波动方程证明,若介质为旋光物质,则其极化率张量χ一定有非对角对称的共轭虚元素,并导出了旋光晶体的寻常折射率no与左旋光折射率nL和右旋光折射率nR之间的关系.将理论分析结果与实验数据相对照,结果完全吻合.     

硅微粉氧化性质研究

考察了硅微粉在空气、水、聚乙二醇(PEG)以及PEG水溶液几种介质中的氧化行为,并分析比较了两种不同切割过程所产生的硅微粉屑的氧化情况。结果显示:200℃下干燥空气中硅微粉不发生明显氧化;在高于80℃的水中放置10d,硅微粉发生明显氧化,形成非晶SiO2。与水及水溶液相比,PEG能在一定程度上阻止硅微粉的氧化。另外,带锯切割中产生的硅微粉屑氧化严重,而多线切割中产生的硅微粉切屑无明显氧化。     

Cr∶LiSAF再生放大系统

设计了灯抽运Cr∶LiSAF(Cr∶LiSrAlF6)飞秒再生放大系统 ,对 80fs光脉冲 (展宽后约 10 3ps)进行了再生放大研究 ,获得了再生放大的输出能量与输入能量和放大倍率与放大往返次数间的关系 ,得到了 8× 10 5的放大倍率和 0 4mJ的单脉冲再生放大输出     

高速波长可调液晶滤波器

描述了适用于光波分复接网络高速连续可调液晶滤波器。该滤波器利用手征近晶型液晶作为Ｆ－Ｐ标准具有源腔材料得到了微秒级开关速度。使用商品 ＢＤＨ７６４Ｅ液晶材料制成地光滤波器，开关速度小于１０μｓ，可调范围给３０ｎｍ，通带中心在１．５５μｍ。     

输出功率为21.5W的单端抽运Nd:YVO4/LBO单频激光器

采用中心波长为888nm的激光二极管作为抽运源,减轻了Nd:YVO4晶体中的热效应。通过合理的谐振腔设计,扩大激光晶体处的基模尺寸和振荡光在凹面腔镜处的入射角,减轻了激光晶体内部的热效应和谐振腔像散,提高了激光器的输出功率。采用四镜环形腔选模的办法,获得稳定的高功率单频激光输出。在吸收的抽运功率为67.5W时,实现了最高功率为21.5W的532nm单频激光输出,其8h功率稳定性优于±1%,光束质量M2<1.1,光-光转换效率为31.9%。     

高空间频率向列相液晶二进制光栅

研究了向列相液晶在空间变化电场作用下的电光特性。模拟了向列相液晶相位光栅的旨向矢分布。随着光栅空间频率的增加条纹电场变得很重要，而且衍射方式也发生了变化。分析了光栅的光学性能并进行了实际测量。     

硅基液晶投影系统的LED光源照明系统设计

硅基液晶(LCOS)空间光调制器件的特点是反射光成像,要求照明光束发散角小,均匀性好。对此,设计了由抛物型反光碗、复眼透镜、偏振分光棱镜、聚光镜等组成的用于LCOS的照明系统,对抛物反光碗以及复眼透镜各参数的设计原理做了详细分析,具体包括光源出射角度,光源的总体长度,所需均匀照亮的尺寸,抛物反光碗各参数对出射角度的影响,其实现原理主要包括复眼透镜匀光理论。设计要求光源出射角度小于10°,总体长度为220 mm,均匀照明面积为20 mm×20 mm,最后给出聚光透镜组的设计结果,使光线聚焦到LCOS表面,照度值要达到0.35 lx/m2,其不均匀度在15%以内。进一步使用Lighttools软件,对其进行仿真,由照度曲线图和照度栅格图可知,设计结果满足设计要求。     

密闭式热场下<111>晶向Si单晶高晶转生长研究

在Kayex CG6000单晶炉上采用优化的350 mm密闭式热场,在23~25 r/min高晶转下用直拉法拉制出了Φ76.2~125 mm、n型高阻<111>晶向Si单晶,单晶的外形和径向电阻率均匀性良好。对<111>晶向Si单晶在高晶转下生长容易出现扭曲变形、棱面较宽现象的原因进行了分析。通过添加热屏,加强热场的保温和热屏的隔热作用,及缩小等径生长阶段熔Si液面与热屏间的距离,提高了晶体结晶前沿的温度梯度。从而避免了<111>晶向Si单晶的扭曲变形,减小了单晶棱面宽度,同时有利于消除晶体的漩涡缺陷。