大尺寸GaSe单晶生长和光学性能EI北大核心CSCD

通过双温区法合成了GaSe多晶原料,单次合成量可达300 g以上。通过垂直Bridgman–Stockbarger法生长了直径40 mm、长度130 mm的GaSe单晶体,测定了热学和光学性能。结果显示:吸收系数小于1 cm^–1的透过波段为0.64μm^17.80μm,吸收系数小于0.1 cm^–1的透过波段为0.64μm^12.82μm;太赫兹光谱显示有2个吸收峰,分别在0.58 THz和1.10 THz处,吸收系数均小于5.5 cm^–1;GaSe单晶体的激光损伤阈值为3.2 J/cm^2。     

大尺寸GaSe单晶生长和光学性能（英文）

通过双温区法合成了GaSe多晶原料,单次合成量可达300 g以上。通过垂直Bridgman-Stockbarger法生长了直径40 mm、长度130 mm的GaSe单晶体,测定了热学和光学性能。结果显示:吸收系数小于1 cm-1的透过波段为0.64μm～17.80μm,吸收系数小于0.1 cm-1的透过波段为0.64μm～12.82μm;太赫兹光谱显示有2个吸收峰,分别在0.58 THz和1.10 THz处,吸收系数均小于5.5 cm-1;GaSe单晶体的激光损伤阈值为3.2 J/cm2。     

磷锗锌晶体生长与缺陷结构

采用水平双温区法批量合成了高纯ZnGeP2多晶,并用垂直Bridgman法生长出直径为40～50mm的高品质单晶。采用密度泛函理论分析了ZnGeP2晶体中可能存在的点缺陷对其近红外波段透光性的影响,认为V-Zn和Zn0Ge缺陷的影响最大。利用X射线衍射形貌术对晶体中存在的位错、层错、孪晶界、包裹体等微缺陷进行了分析,结果表明,温度场稳定性和固液生长界面形态是缺陷形成的主要因素。     

α-LiIO_3大单晶的光学均匀性

本文对本所生长的α-LiIO_3大单晶的透过率、吸收、折射率、双折射率、散射颗粒、生长条纹及生长扇形等进行了观测和讨论。其双折射率不均匀性小于6×10~(-6)cm~(-1),折射率不均匀性小于 2×10~(-5)cm~(-1)。用直径为 1mm、功率为 1 W 的氩激光束扫描未见到散射颗粒。吸收系数很小,一般无生长层。由于生长扇形的影响,晶体中央部分的光学品质优于其它部分。晶体受其双折射率不均匀性影响而引起的倍频功率变化小于1％。因此,α-LiIO_3 大单晶已经具有很高的光学品位。     

双温区合成法制备ZnGeP_2多晶材料

合成高纯及化学计量比的ZnGeP2多晶材料是生长高质量ZnGeP2单晶的关键。但由于P在高温下蒸气压高,Zn和P易挥发等因素,使合成化学计量比ZnGeP2多晶材料存在一定困难。采用双温区合成法制备了ZnGeP2多晶材料,用X射线粉末衍射分析了反应过程中在炉内温度梯度区间生成的中间产物和在高温区末端石英管壁上的少量沉淀。结果表明:温度梯度区间生成的中间产物中ZnP2含量为95.45%(体积分数,下同),Zn3P2含量为4.55%。高温区末端石英管壁上的沉淀中ZnP2含量为40%,ZnGeP2含量为60%,Zn和P的挥发导致合成的ZnGeP2多晶体中富含Ge。通过调节高温区的温度和降温速率,可有效地控制组分挥发,得到化学计量比的ZnGeP2多晶材料。     

Growth and Determination of Electro-Elastic Constants of Ba2TiSi2O8 Crystal

采用提拉法生长了尺寸为 35mm×35mm×50mm 的透明 Ba2TiSi2O8晶体。XRD 结果表明所得晶体的物相为 Ba2TiSi2O8单晶,浮力法测量晶体的密度为 4.465g/cm3。利用静电容法测量 Ba2TiSi2O8晶体的相对介电常数为 ε11/ε0= 16.35 和 ε33/ε0= 12.38。干涉法测量的压电常数为 d15= 17.55 pC/N、d31= –1.49 pC/N,谐振法测量的机电耦合系数为 k33= 10%,弹性常数 sE11= 7.5 × 10–12、sE33= 13.3 × 10–12、sE44= 33.6 × 10–12m2/N 和 sE66= 12.8 × 10–12m2/N。并测量了 Ba2TiSi2O8晶体的电阻率为 pa= 9.43 × 1013 ·cm、pc= 5.84 × 1013 cm。通过测量发现,Ba2TiSi2O8晶体压电常数远大于石英的,且具有大的机电耦合系数和较大的电阻率,是一种优良的压电晶体材料。     

Spectral Properties of Tm^（3＋）-Doped BaY2F8 Crystals Grown by Temperature Gradient Method

采用温度梯度法成功生长出BaY2F8晶体和Tm3＋：BaY2F8晶体。测试了Tm3＋：BaY2F8晶体的室温吸收光谱和室温、低温荧光光谱;根据Judd–Ofelt理论,拟合出晶体场强度参数i（i=2,4,6）为：2=0.364 1×10–20cm2,4=5.750 9×10–20cm2,6=2.533 9×10–20cm2。计算并分析了Tm3＋：BaY2F8晶体各激发能级的自发辐射跃迁几率、荧光分支比、荧光寿命和积分发射截面积等光谱参量,从计算的结果可以看出3F4→3H6跃迁有较大的荧光寿命、积分发射截面,易于实现人眼安全波段的激光震荡。结合室温和低温的荧光发射谱,定性阐述了随着温度的降低,荧光发射峰的强度增强,并且主要发射峰的半峰宽变窄。     

铒钇铝石榴石激光晶体的研究

研究了引上法生长铒钇铝石榴石的生长工艺。对于不同的铒离子渡度(15—100at.％),获得了直径23—25mm、有效长度100mm以上的优良单晶。测试了与晶体激光行为有关的性能:吸收光谱、荧光光谱和折射率。从铒离子浓度为50at.％的晶体中获得了2.938μm激光。最后讨论了提高激光效率的途径。     

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。     

CrK(SO4)2·12H2O晶体的生长及其磁制冷性能(英文)

顺磁盐在超低温制冷方面具有绝对优势,且在极低温度下使用时往往是其水合盐类晶体,对水合盐类磁制冷材料的探索意义重大。本工作采用缓慢降温法生长出尺寸为32 mm×32 mm×20 mm的CrK(SO4)2·12H2O (CPA)单晶,分析了生长条件与晶体形貌之间的相互关系,研究了CPA的热稳定性和磁热性能。结果表明,CPA在温度为2 K、外加磁场强度为7 T条件下,表现出大的磁热效应,磁熵变值达到29.75 J·kg^–1·K^–1。在密集排布铜线的密封容器中生长CPA晶体,并将其用于2级单冲程绝热去磁制冷系统中,空载条件下制冷温度达到90 m K。     

掺钬氟化钇钡激光晶体气氛制备研究

本文通过在多晶原料合成,温场结构设计,BYF熔体特性,不同气氛环境晶体生长参数选择,晶体结构特性等方面开展了相关实验验证研究,生长出掺杂的Ho:BaY₂F₈晶体,并对晶体结构、缺陷、激光应用进行了相关测试,实现了3.9μm脉冲激光输出。     

Nd:Gd3Ga5O12多晶原料合成及单晶生长研究

通过对晶体生长时和生长后原料挥发物的XRD分析,发现在炉膛内壁上的挥发物质是Ga2O3和Ga2O的混合物,而观察窗口及后加热器内壁上的挥发物主要是Gd2O3。为避免原料中Ga2O3的挥发,按化学计量比配料,在1300℃下,采用固相反应法合成了Nd：Gd3Ga5O12(Nd：GGG)多晶原料。用此多晶原料,采用提拉法进行了Nd：GGG单晶生长研究,所获单晶的荧光发射峰位于1061．54nm。对晶体表面的开裂现象进行了分析。     

四磷酸钕锂晶体的生长和性能

用熔剂法生长了四磷酸钕锂晶体,获得尺寸为9×5×2mm的单晶。测得其密度为3.40g/cm~3,硬度为520kg/mm~2,折射率(白光)为n_α=1.605,n_b=1.011,n_c=1.617。测定了晶体的光谱特性,并用若丹明6G染料激光器泵浦获得了1.047μm激光输出。     

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%。     

Yb3+∶La2CaB10O19晶体的生长

以CaB4O7为助熔剂生长出尺寸为31 mm×32 mm×12 mm、质量较好的掺Yb3+的摩尔分数分别为10%,15%的Yb3+∶La2CaB10O19(Yb3+∶LCB)单晶,生长工艺参数是:降温速率＜0.5 ℃/d,转速＜12 r/min.测试了晶体的X射线粉末衍射谱、透射光谱和粉末倍频效应,结果表明:Yb3+∶LCB晶体的粉末衍射峰与LCB的衍射峰一致;Yb3+∶LCB晶体在925, 975 nm附近有明显的吸收峰,其中975 nm附近吸收很强;倍频效应与KDP同一量级.     

光学浮区法生长掺铟氧化镓单晶及其性能

采用光学浮区法生长了尺寸f(7~9 mm)×(30~35 mm)的β-Ga_2O_3:In单晶。X射线衍射物相分析表明,β-Ga_2O_3:In单晶仍属于单斜晶系。研究了不同In掺杂量的β-Ga_2O_3:In单晶的吸收光谱和电学性能。结果表明:与纯β-Ga_2O_3单晶相比,β-Ga_2O_3:In单晶在红外波段存在明显吸收。β-Ga_2O_3:In单晶的电导率在10~(–2)量级,Holl载流子浓度可以达到6×10~(19)/cm~2,说明掺杂In~(3+)对β-Ga_2O_3单晶的电学性能有明显改善。     

激光二极管泵浦Nd:NaY(WO4)2晶体的激光性能

采用提拉法生长了平均尺寸为φ25 mm×50 mm的掺钕钨酸钇钠[Nd:NaY(WO4)2,Nd:NYW]晶体,测量了Nd:NYW晶体的吸收光谱.吸收光谱表明:该晶体在804,752 nm和586 nm附近的吸收峰较强、较宽,有利于用激光二极管(laser diode,LD)泵浦.分别以氙灯和LD作为泵浦源,对晶体的激光特性进行了研究.结果表明:当氙灯输入能量为11.7 J时,该激光棒获得了36.9 mJ的输出;当LD泵浦功率为1 w时,输出273 mW的1.06 μm波长激光,激光阈值为160 mW,光-光转换效率为27.3%,斜效率为34%.     

单晶金刚石膜与多晶金刚石膜的制备工艺及性能

本文主要介绍了用微波等离子体化学气相沉积法(以下简称MP CVD法)以甲醇-氢气混合气和丙酮-氢气混合气为源气体,分别以单晶硅的(111)面和人造金刚石的(100)面为衬底材料,制备出了面积为20mm×20mm厚为10μm的多晶金刚石膜和面积为1.0mm×1.0mm厚为5μm的单晶金刚石膜。通过试验发现,源气体配比和衬底温度对薄膜质量起决定性作用。另外,衬底在反应腔中的位置对薄膜的生成也有很大影响。单晶金刚石膜制备过程中衬底金刚石的晶体取向与金刚石薄膜的生长及质量有密切的关系。在金刚石的(100),(110)和(111)面上分别获得了单晶金刚石膜和金刚石多晶粒子。选用扫描电镜、显微激光拉曼、反射电子衍射对多晶金刚石膜及单晶金刚石膜的性能进行了测试。     

无楔化CsD_2AsO_4单晶的生长

本文报道了DCDA合成,溶液制备,在D_2O中的溶解度曲线,晶体成帽以及该晶体无楔化生长条件。在pH=8.4时,起始生长温度为50℃左右,在1000ml的小容器中,用降温法成功地生长出了30×30×25mm的DCDA大单晶。本文就晶体成帽、楔化及边角生长问题进行了分析与讨论。     

Ba_2TiSi_2O_8晶体的生长及其电弹常数的测定

采用提拉法生长了尺寸为35mm×35mm×50mm的透明Ba2TiSi2O8晶体。XRD结果表明所得晶体的物相为Ba2TiSi2O8单晶,浮力法测量晶体的密度为4.465g/cm3。利用静电容法测量Ba2TiSi2O8晶体的相对介电常数为ε11/ε0=16.35和ε33/ε0=12.38。干涉法测量的压电常数为d15=17.55 pC/N、d31=-1.49 pC/N,谐振法测量的机电耦合系数为k33=10%,弹性常数sE11=7.5×10-12、sE33=13.3×10-12、sE44=33.6×10-12m2/N和sE66=12.8×10-12m2/N。并测量了Ba2TiSi2O8晶体的电阻率为pa=9.43×1013.cm、pc=5.84×1013 cm。通过测量发现,Ba2TiSi2O8晶体压电常数远大于石英的,且具有大的机电耦合系数和较大的电阻率,是一种优良的压电晶体材料。