Nd:NaY(WO4)2晶体的生长及其性能

NdNaY(WO4)2(简称NdNYW)是一种性能优良的激光晶体.采用提拉法生长出了四方晶系白钨矿结构的NdNYW晶体.通过热重-差热分析得到晶体的熔点为1 209.07℃,测试了NdNYW晶体的红外光谱和Raman光谱,并分析了晶体的吸收光谱.结果表明该晶体在804,752,586 nm附近有较强、较宽的吸收峰,适合于半导体激光器泵浦.讨论了晶体的红外和Raman光谱中各峰的振动归属.     

Yb:NGW激光晶体生长及光谱性能

采用提拉法生长了φ30mm×70mm的掺镱钨酸钆钠[Yb:NaGd(WO4)2,Yb:NGW]晶体,并对晶体进行了退火处理。讨论了Yb:NGW晶体的生长工艺。确定了最佳生长工艺参数为:提拉速率为1～2mm/h,转速为15～18r/min,冷却速率为10℃/h,轴向温度梯度为液面上0.7～1℃/mm。通过热重–差热分析(thermogravimetry–differential thermal analysis,TG–DTA),X射线衍射(X-raydiffraction,XRD)对退火的晶体进行表征。测试了晶体的红外光谱和Raman光谱,并对出现的峰值进行了振动归属。测量了晶体的吸收光谱和荧光光谱。由TG–DTA曲线得到晶体熔点为1252.02℃。XRD分析表明:晶体属于四方晶系、白钨矿结构、I41/a空间群,计算的晶胞参数a=0.53603nm,c=1.11628nm。吸收光谱显示:晶体在968nm处吸收峰最强,半峰宽为57nm,适合激光二极管泵浦。     

Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体的全息存储性能

在同成分铌酸锂晶体中掺入0.03?2O3和0.1%MnO2(质量分数),分别掺入0,1%,3%,4.5%,6%的MgO(摩尔分数),用提拉法生长了一系列Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体.检测了Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体的红外光谱和抗光损伤能力.掺0,1%,3%,4.5%Mg的Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体的OH-红外振动峰位于3484cm-1,而掺6%Mg的Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体红外振动峰移到3 535gm-1.采用波长为632nm的He-Ne激光器作为光源,通过二波耦合方法测试晶体的全息存储性能.结果表明:Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体的写入时间和动态范围随掺镁量的增加而显著减小,而光折变灵敏度略有上升,抗光损伤性能增强,其中掺镁量为3%Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体更适合作为全息存储介质.     

Tm~(3+)掺杂KYb(WO_4)_2自激活激光晶体生长与光谱特性分析

以K2W2O7为助熔剂,Tm3+掺杂摩尔分数为8%,采用顶部籽晶提拉法生长出了单斜晶系的铥掺杂钨酸镱钾[Tm3+:KYb(WO4)2,Tm:KYbW]晶体.测试了晶体的红外光谱和Raman光谱,并对出现的峰值进行了振动归属.测量了晶体的吸收光谱和荧光光谱,计算了相应的光谱参数.吸收光谱显示:Yb3+在945,958nm处吸收峰最强,半峰宽为91 nm.荧光光谱表明:Tm:KYbW晶体在1 735nnl和1 759nm附近有较强的发射峰,主峰1 759nm处的发射线宽达146nm,因此,Tm:KYbW晶体可作为可调谐激光增益介质.晶体的上转换荧光谱表明:在481 nm和646nm处分别得到了上转换蓝光和红光,并分析了相应的上转换机制.     

Ybx:KY1-x(WO4)2晶体的生长与结构及光谱性能

用顶部籽晶提拉法(top seeded solution growth,TSSG)生长出Ybx:KY1-x(WO4)2(x=5%,摩尔分数,下同)和KYb(WO4)2晶体,比较了两者的结构和光谱性能.工艺参数:转速为10-15 r/min,提拉速率为1-2mm/d,生长周期为10-15d,降温生长速率为O.05-0.1℃/h,降温速率为20℃/h.X射线衍射分析表明:两者均为低温相的β-KYW结构,计算了2种晶体的晶格常数.测试了红外及Raman光谱,Ybx:KY1-xW(x=5%)样品在925,891,840,777,749 cm-1具有较强的红外吸收峰,是由WO4原子基团伸缩振动引起的;KYbW样品在484,437 cm-1处具有较强的红外吸收峰,反映了WO4原子基团的弯曲振动.分析了晶体的振动模式,认为2种晶体有较强的Raman活性,钨氧双桥键WOOW和单桥键WOW基团的振动在200～1 000cm-1范围内,对峰值与相应的振动进行了指认.     

Hf:LiNbO3晶体的生长与其抗光损伤性能

同成分LiNbO3(LN)中分别掺入摩尔分数为2%,4%,4.5%的HfO2,用提拉法生长3种Hf:LN晶体.测试了Hf:LN晶体光学均匀性和红外光谱.以质子交换法制备Hf:LN波导基片,采用全息法测量Hf:LN波导基片光损伤阈值.结果表明:Hf:LN晶体具有较高的光学质量:4%Hf:LN晶体和4.5%Hf:LN晶体的OH-吸收峰由LN晶体的3482 cm-1移到3488 cm-1.4%Hf:LN晶体和4.5%Hf:LN晶体光损伤阈值比LN晶体高1个数量级;掺4%Hf4 在Hf:LN晶体中达到阈值浓度.讨论了OH-吸收峰移动和Hf:LN晶体光损伤阈值提高的机理.     

Nd：GGG晶体生长、光谱性能及激光性能（英文）

采用提拉法生长掺钕钆镓石榴石（neodymium-doped gadolinium gallium garnet,Nd：GGG）激光晶体,选择最佳工艺参数：提拉速率为2～4mm/h;转速为20～40r/min;冷却速率为20℃/h。测试了晶体的吸收和荧光光谱,结果表明：主吸收峰位于808nm,主发射峰位于9430cm^–1,对应于Nd3＋的4F3/2–4I11/2跃迁。对晶体样品进行了激光性能测试。结果表明：当泵浦功率为900mW时,对泵浦光的吸收效率为85%,激光输出波长约为1μm,激光输出功率为305mW,激光阈值功率为380mW,光–光转换效率达57.8%,斜效率达57.6%。     

P_2O_5对高膨胀光学玻璃结构与性能的影响

以Na_2O-CaO-Al_2O_3-B_2O_3-SiO_2玻璃系统为基础,制备出一系列不同P_2O_5含量的玻璃试样,并对其相关结构和性能进行研究分析。综合运用XRD、Raman和IR测试手段对玻璃内部结构分析后发现,实验条件下随着P_2O_5含量的增加,P-O-P键的数目不断增加,B_2O_3仍然以[BO_4]的形式存在,通过对拉曼光谱高频段的拟合分析发现,硅氧四面体结构中的Q~2基团不断被弱化。此外,实验中制备的玻璃热膨胀系数随着P_2O_5含量的增加而不断增加,最高能够达到11.39×10~(-6)K~(-1)玻璃软化温度不断降低,玻璃的电导率在P_2O_5质量分数为1.0%出现极大值,之后随着P_2O_5含量的增加而逐渐减小。     

SrMoO_4晶体的生长和晶格振动光谱研究

采用熔体提拉法生长了高质量、大尺寸的SrMoO_4单晶。采用位置对称性法分析了晶体的基本晶格振动模式,晶体共存在18个拉曼活性模,可表示为Γ=3A_g+5B_g+5E_g,这些振动模可看作由MoO_4四面体组成的内振动模和由MoO_4四面体和Sr原子形成的晶体的外振动模组成;测试了晶体在x(zz)x、x(yz)x、z(xy)z和z(yy)z配置下,分别对应A_g、E_g、B_g和A_g+B_g对称性的偏振拉曼光谱,实验观测到的振动模数量与理论预测值基本一致,并对观测到的各模进行了指认。     

Mg:Ho:LiNbO3晶体的生长及其激光性能

在生长LiNbO3的熔体中掺进1%(摩尔分数,下同)的Ho2O3和分别掺入1%,4%,5%MgO,用提拉法生长Mg:Ho:LiNbO3晶体.测量了晶体的光谱性能和抗激光损伤能力.结果表明:5%Mg:1%Ho:LiNbO3晶体红外光谱的OH-吸收峰移到3 534 cm-1;晶体抗光损伤能力比LiNbO3晶体提高2个数量级以上.随着Mg:Ho:LiNbO3晶体中Mg2 浓度的增加,吸收光谱中吸收边连续紫移;Mg:Ho:LiNbO3晶体最强的跃迁光谱项为3I8→5G6,对应的吸收波长为459nm,是最佳泵浦波长.晶体的荧光光谱表明:Mg:Ho:LiNbO3晶体较易实现激光振荡的是4S2→5I8和5I7→5I8跃迁,对应的发射波长分别为546nm和2011nm,选用波长为620nm的激光激发Mg:Ho:LiNbO3晶体,由其上转换荧光光谱得到波长为523nm的荧光,实现了红绿光的转换.     

新型SnO-CaO-P_2O_5系封接玻璃的组成设计及性能研究

笔者采用熔融冷却法制备了一种新型的SnO-CaO-P_2O_5系列低熔点封接玻璃,运用红外光谱、DTA等分析检测方法,分析SnO、CaO组分比例变化及外添加B_2O_3对玻璃结构和性能的影响。结果表明:随着SnO含量的增加,xSnO-(50-x)CaO-50P_2O_5系列玻璃结构由架状、层状结构向链状结构转变,玻璃特征温度呈先减小后上升的变化趋势,热膨胀系数的变化趋势与之相反,玻璃的耐水性较好,耐碱性较差;B_2O_3主要以硼氧四面体[BO_4]结构单元进入10SnO-40CaO-50P_2O_5玻璃,玻璃的化学稳定性大幅提高,特征温度逐渐上升。     

NaM(WO_4)_2(M:Bi~(3+), Y~(3+), Gd~(3+))晶体生长与结构(英文)

采用提拉法生长出了钨酸铋钠[NaBi(WO4)2,NBW]、钨酸钇钠[NaY(WO4)2,NYW]和钨酸钆钠[NaGd(WO4)2,NGW]晶体.通过热重-差热分析(tbermogravimetry-differential thermal analysis,TG-DTA),X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)分析对晶体进行表征.由TG-DTA曲线得到NBW,NYW和NGW晶体的熔点分别为937.7,1210.0℃和1 252.8℃.XRD分析表明:3种晶体都属于四方晶系、白钨矿结构、I41/a空间群.计算了3种晶体的晶胞参数,NBW晶体的晶胞参数要大于NYW和NGW晶体的.测试了晶体的红外光谱及Raman光谱,分析了晶体的振动模式,并将晶体振动光谱进行归属.通过比较认为三者结构基本相同.     

Li/Nb摩尔比变化对Zr:Fe:LiNbO3晶体光折变性能的影响

同成分LiNbO3(LN)溶体中掺进摩尔分数为2%的ZrO2和质量分数为0.03%的Fe2O3,从不同Li/Nb摩尔比(0.94,1.05,1.20,1.38,0.85)熔体中用提拉法生长了系列Zr:Fe:LN晶体.测量了晶体的红外光谱、抗光损伤能力、指数增益系数和全息存储性能.结果表明:不同Li/Nb摩尔比的Zr:Fe:LN晶体红外光谱OH-吸收峰出现了3475,3478cm-1和3486cm-1 3个新峰.晶体的光折变性能都有不同程度的提高.近化学计量比Zr:Fe:LN晶体(Li/Nb的摩尔比为1.38)的抗光损伤能力比Fe:LN晶体提高2个数量级以上.指数增益系数是Fe:LN晶体的2倍,写入速度比Fe:LN晶体提高1个数量级,光折变灵敏敏度和动态范围皆提高4倍以上.近化学计量比Zr:Fe:LN晶体是优良的光折变和全息存储晶体材料.     

铒镱共掺钆镓石榴石激光晶体生长及荧光光谱分析

采用提拉法生长了掺10%(摩尔分数,下同)Yb3+、掺Er3+分别为3%,5%和10%的Er3+:Yb3+:Gd3Ga5O12(Er:Yb:GGG)晶体。分析了Er:Yb:GGG晶体的结构和荧光光谱。结果表明:所生长的晶体属于立方晶系,Ia3d空间群。在980nm激光激发下,晶体样品在1000～1600nm范围内存在3个较强的发射带,相应的发射峰分别位于1030,1471nm和1534nm附近。由于Yb3+对Er3+的敏化作用,随着Er3+掺量的递增,1030nm处的发射峰强度逐渐减弱,1471nm和1534nm处的发射峰强度逐渐增强。计算了各个发射峰的受激发射截面积,铒和镱离子掺量为10%的晶体(10%Er:10%Yb:GGG)的受激发射截面高达2.0073×10–18cm2,可以产生较强的1534nm人眼安全波段的激光。     

钨酸铅晶体的红外反射谱

采用提拉法生长了钨酸铅(PbWO4,PWO)晶体.室温下测量了PWO晶体的红外反射谱,观察到7个反射峰,分别位于84,125,260,298.381.785cm-1和854 cm-1,对各个反射峰进行了振动归属;利用Kramers-Kronig(K-K)关系对样品的红外反射谱进行数据处理,获得晶体的静态介电常数ε0=5.25,高频介电常数ε∞=4.30,横光学声子频率ωτ=769.92cm-1和纵光学声子频率ωL=881.19cm-1等物理参量.     

苯乙醇胺A的密度泛函理论研究

本文利用b3lyp/6-31G(d)的方法对苯乙醇胺A分子和离子的结构和红外振动光谱的特点进行了研究。研究发现根据分子振动类型的不同,苯乙醇胺A的红外振动光谱主要分布在(0~400)、(400~1330)和(1330~4000)cm~(-1) 3个区域,且光谱中出现了简并和无红外活性的现象。与苯乙醇胺A分子的红外振动光谱相比,苯乙醇胺A离子的红外振动光谱在相同区域中谱线的数目、强度和对应的分子振动类型都有了较大的不同,且离子光谱中最强峰和次强峰的位置都出现了明显的偏移。     

Ce:Fe:LiNbO3晶体的生长及光折变性能

在氧化锂(Li2O)摩尔分数(下同)为48.6%～58%的LiNbO3中掺入0.1%的氧化铈(CeO2)和质量分数为0.03%的氧化铁(Fe2O3),用提拉法技术生长出高光学质量的具有不同摩尔比n(Li)/n(Nb)的Ce:Fe:LiNbO3晶体.通过紫外-可见光谱和红外光谱测试了晶体样品的组成和缺陷结构.通过二波耦合实验系统研究了Ce:Fe:LiNbO3晶体样品的光折变性能.结果表明:晶体样品随n(Li)/n(Nb)比增加,样品的衍射效率降低,动态范围降低,但是,全息响应速率和光折变灵敏度提高.     

Mg:Ce:Fe:LiNbO3晶体生长及其全息存储性能

在同成分LiNbO3(LN)中,掺入MgO的摩尔分数分别为0,2%,4%,6%,掺入(质量分数)0.1?O2和0.08?2O3,采用提拉法生长了优质的Mg:Ce:Fe:LN晶体.检测了Mg:Ce:Fe:LN晶体的红外透射光谱和光损伤阈值.结果表明:6%Mg:0.1?:0.08?:LN晶体的OH-振动吸收峰紫移到3 532cm-1,其光损伤阈值比Ce:Fe:LN晶体提高2个数量级以上.用二波耦合光路测试晶体的衍射效率,写入时间和擦除时间.计算了光折变灵敏度和动态范围.结果表明:Mg:Ce:Fe:LN晶体全息存储性能优于Fe:LN晶体和Ce:Fe:LN晶体.以4%Mg:0.1?:0.08?:LN晶体作为全息记录材料,实现了总存储页面为3 200幅图像的存储,再现图像清晰完整.     

超声波辐射P_2O_5催化环己酮肟液相贝克曼重排合成己内酰胺

在超声波辐射条件下,以P_2O_5为催化剂,研究了其在环己酮肟(CHO)液相贝克曼重排合成己内酰胺(CPL)中的催化性能。考察了超声功率密度、溶剂种类与数量、超声辐射时间等对环己酮肟液相贝克曼重排反应性能的影响,在常温、0.01 mol CHO、0.25 g P_2O_5、10 m L DMF、超声功率密度0.29 W×cm-2、超声辐射1.5 h的条件下,CHO的转化率为99.1%,CPL的选择性为99.4%。利用在线反应红外光谱研究了超声辐射条件下P_2O_5催化环己酮肟液相贝克曼重排反应机理:在超声波辐射存在下,DMF的羰基和CHO中处于C=N-OH邻位的亚甲基形成氢键,P_2O_5中P和O原子分别与DMF中的N、羰基碳上的H形成配位键和氢键,共同作用形成一种五元环结构使得DMF吸附在P_2O_5上;CHO吸附在P_2O_5上通过P_2O_5中的氧和磷分别和CHO中N+OH2、NOH的氢和氧形成氢键和P-OH;氢质子从氮原子转移到氧原子上,同时脱除一分子的H2O;与羰基形成氢键的亚甲基电子云密度增大,有利于亲核进攻氮正离子,形成碳正离子;H2O进攻碳正离子、失去质子、异构化形成CPL。     

磷资源可持续利用新模式研究

基于地球磷资源的有限性及中国磷资源现状,"郑州大学-云天化"及其合作单位开发并工业实施了一系列延长中国磷资源使用寿命的生产工艺,包括:利用含P_2O_515%~25%的磷矿通过高效率选矿得到含P_2O_530%的商品磷矿供磷铵、重钙生产使用;利用含P_2O_524%~27%的磷矿采用脲硫酸分解磷矿不排出磷石膏,代替原磷酸基复合肥料工艺生产中浓度、多营养、功能性复合肥料;利用含P_2O_514%~24%的磷矿生产多营养、碱性熔融钙镁磷肥;利用磷矿顶板含钾页岩生产熔融磷钾肥;利用磷矿尾矿二次选矿获得含P_2O_527%的磷精矿用于生产过磷酸钙;利用磷矿尾矿、二次尾矿配以滇池污泥生产土壤调理剂;利用磷酸生成的沉淀渣酸及精制磷酸的萃余酸生产包裹型缓释肥料。以上工艺可使各品位的磷资源得到合理利用,有望延长中国及世界磷资源开采寿命。