掺杂BaF2晶体闪烁性能的研究

在 BaF₂晶体中掺人 LaF₃,CeF₂,NaF 结晶出 BaF₂(La),BaF₂(Ce),BaF₂(Na)晶体,经测试,其中 BaF₂(La)晶体闪烁发光快成分的强度比纯 BaF₂晶体不减弱,而发光慢成分被抑制3倍,耐辐照能力可以达10⁶rad,表明新晶体有希望满足未来高能物理实验的要求。同时我们对 BaF₂晶体自身的损伤机制和闪烁机制进行了深入研究。     

掺杂BaF2晶体的性能研究

生长了十几种掺杂的Ba₂F晶体.研究了共闪烁性能和抗辐照性能, 发现有些杂质对BaF₂闪烁体的光输出有很大影响, 另一些杂质影响不大, 还有的杂质不但影响不大, 而且还大大地提高了BaF₂晶体严重辐照损伤后的恢复能力.对上述结果作了解释.首次提出[F₂]心模型来解释BaF₂晶体220nm快成份发光的机制及其现象.     

模拟高能空间环境对光学材料在1050埃到3000埃之间紫外透过率的影响

在辐照前和第一次在1.0兆电子伏而第二次在2.0兆电子伏用10¹⁴电子/厘米²辐照之后从1050埃到3000埃范围测量了 LiF、MgF₂、CaF₂、BaF₂、Al₂O₃、和熔石英的透过率.当采用 Al₂O₃使熔石英,二氢化铵磷酸盐(ADP),方解石和 Corning 玻璃滤光片9—54和7—54屏蔽开直射电子束的时候,在2.0兆电子伏用10¹⁴电子/厘米²作了类似的测量.     

稀土掺杂钙钛矿型氟化物晶体生长及其光谱

用Bridgman-Stockbarger法长出了Eu²⁺:KMgF₃和LiBaF₃单晶。用区熔法长出Re:LiBaF₃(Re=Ce³⁺,Tb³⁺,Eu²⁺)晶体。X光衍射分析表明由相图得到的原料比BaF₂:LiF=40:60(mol%)时生长的是多晶,因为,最开始析出的是BaF₂。对掺杂晶体进行了光谱研究。氮分子激光器泵浦的Eu²⁺:KMgF₃荧光光谱显示了多中心结构。     

新型闪烁晶体-BaF2

本文介绍了BaF₂晶体的闪烁性能及其与其它闪烁材料的比较结果.给出了BaF₂晶体的应用实例.由此我们能够看出BaF₂晶体的应用前景.从晶体生长角度研究了BaF₂晶体的习性和生长条件.     

高平均功率腔内和频蓝光Nd:YAG激光器

高平均功率蓝光激光是当前固体激光技术研究热点之一。尽管通过Nd³⁺的⁴F_3/2→⁴I_9/2态谱线倍频可获得瓦级蓝光输出,然而其准三能级物理特性严重限制其更高功率输出。研究了Nd³⁺离子⁴F_3/2→⁴I_13/2态1.3 μm谱线腔内三倍频产生高平均功率蓝光激光,获得4.3 W蓝光激光输出,重复频率3.5 kHz,脉冲宽度150±10 ns,光束质量M²因子约为5±1。研究表明:Nd∶YAG晶体1.3 μm多谱线振荡是制约实验结果的重要因素,若克服多谱线振荡问题,有望获得10 W级蓝光激光输出。     

全固态连续波555 nm黄-绿光激光器

报道了全固态连续波555 nm黄-绿光激光器,黄-绿激光分别由Nd:YAG和Nd:YVO₄晶体的946 nm和1342 nm谱线非线性和频产生,两条谱线各自晶体对应的能级跃迁分别为⁴F_3/2-⁴I_9/2和⁴F_3/2-⁴I13/2。实验中采用复合折叠腔结构,利用LBOI类临界位相匹配进行腔内和频,当注入到Nd∶YAG和Nd:YVO₄晶体的泵浦功率分别为12 W和8 W时,获得542 mW的TEM₀₀连续波555 nm黄-绿激光输出,4 h功率稳定度优于±3.7％。实验结果表明,采用Nd:YAG和Nd:YVO₄两种激光晶体进行腔内和频是获得黄-绿激光的高效方法,并可以应用到其它两种激光晶体进行腔内非线性和频,获得更多不同波长的激光输出。     

CW可调谐单频环形染料激光器β-BaB2O4晶体内腔倍频

本文论述了利用β-BaB₂O₄晶体进行内腔连续波环形染料激光器倍频,获得了可调谐单频紫外相干辐射。在292nm附近,用3WAr⁺激光(全谱线)泵浦,得到非线性转换系数～8.33×10^-4W^-1。通过改变相位匹配角,在288～302nm范围内输出连续可调谐紫外谐波。β-BaB₂O₄晶体角灵敏度～27cm^-1/mrad。     

NaCl元件保护膜制备工艺

本文给出采用As₂S₃薄膜材料征NaCl晶体表面上镀制保护膜及用交替的As₂S₃和BaF₂（或SrF₂）在NaCl基底上制备10.6微米分束板的技术。实验证明,As₂S₃对NaCl具有极好的保护性能,在50%的相对湿度下,仔细使用,可达半年之久而NaCl表面无发毛现象。在连续的100瓦级CO₂激光器的辐射强度照射下（采用风冷却基底）,膜层无损坏。     

多孔体坩埚生长氟化钙晶体

采用独特设计的多孔体坩埚和自行设计的晶体生长炉,在真空条件下,用Bridgman-Stockbarger法生长出了CaF₂光学晶体。在真空度低于3×10^-3 Pa,生长区中心轴温度梯度为1.8~2.5 ℃/mm,径向梯度＜0.5 ℃/mm,生长速率为3~4 mm/h,初退火降温速率控制在20 ℃/h以下的生长条件下,进行熔料、氟化去氧、均一化熔体、控速生长及初退火,一炉次生长了七根57 mm×190 mm的CaF₂光学晶体,并进行了性能分析。结果表明,生长出的晶体透带宽,从紫外190 nm到红外9 000 nm均有良好的透过率,190 nm处透过率可达81%,9 000 nm处透过率可达83%,单晶率可达80%,位错密度达30/mm²。使用本文提出的设备和工艺,提高了CaF₂晶体的单晶率,降低了使用损耗,可实现中小尺寸CaF₂晶体的规模化生产。     

差动电磁作动器的超大型光学仪器 隔振基础的主动控制机理

提出了一种基于差动电磁作动器的超大型光学仪器隔振基础的主动控制机理。该控制机理采用差动布置方案,使电磁作动器变为输出力和控制电流呈线性关系的线性作动器,再利用小阻尼条件下,绝对速度反馈与Skyhook控制方法性能接近且易于工程实现的特点,采用了绝对速度反馈的控制方法,可在不改变中/高频隔振性能的前提下大幅提高谐振区隔振性能。实验结果表明:利用所提出的控制机理,在时域上,z、θ_x和θ_y三个自由度的速度(角速度)均方根值分别由10.06 μm/s、4.16×10^－6rad/s和4.65×10^－6rad/s降至3.38 μm/s、1.76×10^－6rad/s和1.49×10^－6rad/s;在频域上,三个自由度谐振区隔振性能均有约10 dB的提高。     

铌硼酸盐玻璃熔体结构和性质的研究

本工作采用高温红外光谱,高温Raman光谱,高温偏光显微镜,以及原子径向分布函数,(RDF),DSC-7差热分析仪,粘度计等技术,研究了Nb₂O₅-B₂O₃-K₂O系统玻璃的高温熔体结构与性质。根据硼酸盐与铌硼酸盐玻璃高温熔体与常温玻璃结构的对比实验得出了在硼玻璃中,B^Ⅲ-O-B^Ⅳ为缺电子离域大σ键结合,并且,极不稳定。当向硼玻璃中引入Nb₂O₅,随着Nb₂O₅含量增加,将形成稳定的B^Ⅳ-O-Nb化学键,由于熔体中的环状结构逐渐增多,从而改善了玻璃的稳定性和各种机械性质。文章还论述了两类玻璃的析晶速度与其熔体结构和温度的相关性。     

S2分子的激发态与X3Σ-g→B3Σ-u吸收谱研究

S₂分子是一种在能源和激光领域有应用前景的物质,几十年来,人们对S₂分子的电子结构与光谱的研究不断深入。应用量子化学从头算方法(完全活性空间多组态自洽场方法和多参考二阶微扰方法)计算了S₂分子的11个电子态,并与其他文献结果作了比较,得到了与其他文献符合较好的结果;讨论了不同方法对激发态计算的适用性的问题:完全活性空间多组态自洽场方法适用于分子平衡态几何构形的优化,考虑到电子的动力学相关,能量的计算多参考二阶微扰方法更好。计算了S₂分子X³Σ^-_g(v)→B³Σ^-_u的垂直吸收谱,给出了速度规范下基态电子态各振动级X³Σ^-_g(v)垂直跃迁到B³Σ^-_u的振子强度,结果表明S₂分子是一种泵浦范围较宽(350~600 nm)的良好的激光工作物质。