掺Fe的钽铌酸钾钠晶体的电光及电控衍射性能

报道了掺铁(Fe)的钽铌酸钾钠(KNTN)晶体的电光及电控衍射性能。利用顶部籽晶助溶剂法生长了高质量的晶体,居里温度为15℃;利用单光束椭偏法测量了晶体的有效二次电光系数Reff,在居里温度附近,Reff高达1.05×10-15 m2/V2,电光调制能力相当于铌酸锂的19倍(利用LiNbO3的γ33=30.8×10-12 m/V,偏压为500V/mm),Reff随着温度的升高而减小。利用二波耦合实验装置测量了晶体的电控衍射性能,当施加在晶体上的电场从0增加到900V/mm时,晶体的衍射效率先增大后减小,并且在外加电场为700V/mm时达到最大值80%。结果表明,Fe:KNTN是一种优异的电光晶体和电控衍射晶体。     

铌酸锂晶体结构对电场传感器灵敏度影响分析

铌酸锂晶体光学电场传感器为全介质结构,具有宽带宽、对被测电场干扰小的优点,但其灵敏度较低。因此,分析了晶体几何尺寸对传感器灵敏度的影响机理,得出通过增加沿外加电场方向的晶体尺寸同时减少晶体横截面上沿外加电场垂直方向的晶体尺寸来提高传感器的灵敏度。使用COMSOL仿真分析了铌酸锂晶体不同厚度、宽度、长度对晶体内部电场强度的影响,得出晶体厚度从15 mm减小到3 mm和宽度从3 mm增加到22 mm时,晶体内部电场强度分别提高约5.1倍和12.3倍;晶体长度从15 mm变化到55 mm时,晶体内部的电场强度变化仅约为5%。设计并研制出晶体尺寸分别为3 mm×3 mm×42.2 mm (x×y×z),3 mm×6 mm×42.2 mm (x×y×z),6 mm×6 mm×42.2 mm(x×y×z)的三只铌酸锂晶体电场传感器,并搭建工频电场测试平台,测试得出三只电场传感器的灵敏度分别为0.243 mV/(kV·m^-1)、0.758 mV/(kV·m^-1)、0.150 mV/(kV·m^-1)。当晶体厚度和长度一定且晶体宽度从3 ...     

采用双折射晶体实现大功率半导体列阵激光器偏振复合

根据大功率半导体列阵激光器输出光束的偏振特性,基于偏振复用的原理,利用双折射晶体YVO4进行两只大功率半导体列阵激光器的偏振合束研究.利用按照理论计算值生长的双折射晶体和特殊设计的光路系统实现功率复用效率66%,经过耦合镜聚焦后得到光斑大小为1.25 mm×0.12 mm,功率密度为2.74×104 W/cm2.     

热电探测器用的热压硫酸三甘肽

虽然热电探测器早已提出,但是最近才作为红外探测器使用。已普遍证明TGS(硫酸三甘肽)在作为探测器使用时是具有最大探测度数值的热电材料。可得到的探测度D~*一般为3×10~8。已证明其他材料在必须分辨很短激光脉冲的应用中或先决条件为机械强度、耐热冲击、高居里温度或低制备成本的应用中是有用的。制备TGS探测器特别是那些大面积探测器的问题之一是需要生长大的单晶以及切割、研磨和腐蚀这些晶体的薄片而不损坏。本文介绍了热压TGS的制备情况,并鉴定了用这种材料制备的几个探测器。初步结果说     

钨酸锰纳米线的水热法制备与表征北大核心

以MnCl2,MnC2O4和Na2WO4为反应前驱体,以KOH为矿化剂,在没有采用任何表面活性剂和模板的条件下,采用水热法成功制备出MnWO4晶体。用X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）对制备出的MnWO4晶体的结构和形貌进行了表征,并对MnWO4晶体的形成机理进行了初步探讨。结果表明,反应前驱体和pH值可以控制MnWO4晶体的一维取向生长。当以MnCl2作为锰源,随着pH值的升高,制得的MnWO4晶体的形貌由球形向棒状转变,制得的MnWO4纳米棒的长度约为200nm,直径约为30nm。而当采用MnC2O4作为锰源,当PH值升高时,制得的MnWO4晶体的形貌由纳米棒向纳米线转变,最终制得的MnWO4纳米线的长度为1～1．5μm,直径为20-50nm。     

碲酸取代的硫酸三甘肽单晶体

本文报道了用碲酸部分取代硫酸生长出来的新晶体TGSTE.讨论了生长环境及其生长习性.作了碲的元素分析.测定了晶体的介电和热释电性能.实验结果表明,TGSTE晶体的优值比高于TGS晶体.     

TGG晶体偏心生长研究

目前高功率全固态激光器急需使用大尺寸、高质量的铽镓石榴石晶体(Tb3Ga5O12,TGG)。采用提拉法生长(111)方向TGG晶体时,极易发生偏心生长,影响晶体质量与使用效率。针对偏心生长,通过分析TGG晶体组分挥发和熔体特性,解释了其形成机理,并提出了相应的解决方法,最后成功生长出外观完整(44 mm×70mm)的TGG晶体。通过对比圆柱状和螺旋状晶体透过率的不同,进一步解释了偏心生长的原因。     

新型热释电晶体ATGSP和ATGSAs的生长及性质

为了进一步改进TGS晶体的性能,从结晶化学的观点考虑,选取了三元酸-磷酸或砷酸取代TGS中硫酸的研究,取得了较好的结果。为了防止退极化,又掺入少量L-丙氨酸,就形成了新的改性TGS类晶体-ATGSP和ATGSAs。测试证明,新晶体具有良好的热释电性能。     

Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3弛豫铁电晶体的生长形貌和生长机理

以PbO作助熔剂采用高温溶液法生长出Pb(Mg1/3Nb2/3)O3弛豫铁电晶体,利用X线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了晶体相结构和生长形貌。研究结果表明,采用高温溶液法生长出纯钙钛矿相结构的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3弛豫铁电晶体,晶体多为淡黄色,较小的呈赝立方形态,较大晶体逐渐趋于不规则形态,最大尺寸达4mm×4mm×3mm。晶体中存在位错蚀坑和PbO包裹等生长缺陷,生长过程中的温度波动和成分起伏等因素导致这些缺陷的出现。晶体{100}面生长速率最慢能成为热力学上稳定存在的自然显露晶面,晶体的生长机制为二维成核层状生长。     

Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3弛豫铁电晶体的生长形貌和生长机理

以PbO作助熔剂采用高温溶液法生长出Pb(Mg1/3Nb2/3)O3弛豫铁电晶体,利用X线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了晶体相结构和生长形貌。研究结果表明,采用高温溶液法生长出纯钙钛矿相结构的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3弛豫铁电晶体,晶体多为淡黄色,较小的呈赝立方形态,较大晶体逐渐趋于不规则形态,最大尺寸达4mm×4mm×3mm。晶体中存在位错蚀坑和PbO包裹等生长缺陷,生长过程中的温度波动和成分起伏等因素导致这些缺陷的出现。晶体{100}面生长速率最慢能成为热力学上稳定存在的自然显露晶面,晶体的生长机制为二维成核层状生长。     

879 nm激光二极管抽运准三能级Nd:GdVO4激光器

利用879 nm新型激光二极管(LD)抽运Nd:GdVO4晶体,在室温下实现了4F3/2→4I9/2准三能级激光谱线跃迁。对掺杂原子数分数0.2%,3 mm×3 mm×3.8 mm的晶棒,在抽运功率为33 W时,获得912 nm最大输出2.5 W,斜率效率11%,相应的对吸收抽运功率的斜率效率达38%;对掺杂原子数分数0.2%,3 mm×3 mm×5 mm的晶棒,在抽运功率为33 W时,获得912 nm最大输出功率3.0 W,斜率效率16%,相应的对吸收抽运功率的斜率效率达45%。在腔内插入声光(AO)Q开关,当重复频率为10 kHz时, 获得了脉冲宽度为22 ns,平均功率为660 mW,峰值功率达3 kW。理论上分析了晶体的长度、浓度与准三能级激光器振荡阈值的关系,讨论了再吸收损耗对激光器的运转状态产生的影响,并通过实验观察了再吸收损耗的饱和效应。     

一种新型梯度电场控制光开关的原理研究

基于LiNbO3晶体的电光效应,提出一种利用外加梯度电场控制的新型1×2电光开关的设计理论.采用理论计算及有限元数值模拟的方法对晶体的电光偏转效果及其内部梯度电场的分布进行了分析,讨论了外加电场强度、晶体尺寸、电极条数等对光线偏转角度的影响.分析结果表明,外加梯度电场可以在LiNbO3晶体内部形成折射率的梯度变化,造成光线逐步偏转,且外加电场强度越大,电极条数越多,偏转角度越大.对尺寸为2 mm×2 mm×4 mm的LiNbO3晶体施加的外部电场最大值在1 kV/mm的量级时,光线总偏转角可达到2°(340 mrad)左右,有效地实现了1×2光开关的效果.     

HPVB法Fe^(2+):ZnSe激光晶体生长及激光输出特性北大核心CSCD

本文采用纯度为99.999%的颗粒状ZnSe为基质材料,纯度为99.998%的FeSe粉末为掺杂物,通过HPVB法生长了Fe^(2+):ZnSe晶体,晶体尺寸达Φ50.8 mm×120 mm。采用电感耦合等离子发射光谱仪测试了Fe^(2+):ZnSe晶体样品中铁离子掺杂浓度为3.048×10^(18)cm^(-3)。采用粉末XRD衍射仪测试了Fe^(2+):ZnSe晶体样品的X-射线衍射谱,其衍射谱与基质ZnSe样品衍射谱匹配度达92%。采用UV/VIS/NIR分光光度计和傅里叶红外光谱仪测试了Fe^(2+):ZnSe晶体样品的透过谱图,透过谱在波长3.0μm处出现了明显的Fe^(2+)离子吸收峰。采用2.94μm Er:YAG激光器为泵浦源抽运尺寸为10 mm×10 mm×4 mm的Fe^(2+):ZnSe晶体样品,重复频率为100 Hz时,激光能量输出达12 mJ,输出波长调谐范围3.95~4.15μm。     

提拉法生长大尺寸Nd:YLF晶体的研究

采用熔体提拉法生长大尺寸Nd:YLF晶体.通过大量实验,建立了合理的温场和生长工艺.在晶体生长的全过程中.有效地防止了水和氧的污染.生长出直径φ25 mm～φ30 mm,等径长度为100mm～120 mm的Nd:YLF晶体毛坯,选切出φ10mm×100mm的Nd:YLF激光棒.晶体光学均匀性较好,无裂纹、气泡和夹杂物.     

采用不同材料坩埚对碲锌镉晶体质量的影响

文中采用热解氮化硼(pBN)坩埚生长Cd0.96Zn0.04Te单晶体,并与采用内壁涂碳的石英坩埚生长的晶体进行了对比分析.本文获得的晶体尺寸为φ455mm×110mm,(111)衬底晶片面积最大可达40mm×30mm,测试分析结果显示:Everson腐蚀坑密度小于2×104cm-2,且分布均匀,无网络状分布结构,与石英熏碳坩埚相比,结构质量有了明显提高;第二相夹杂物尺寸小于2μm,密度为0～1×103 cm-3;(111)B晶片的X-ray反射貌相图显示,晶体的结构均匀,完整性较好.上述晶体质量评价指标均优于采用石英熏碳坩埚生长获得的晶体,而且更为重要的是,上述各项指标在同一晶锭的各晶片上基本重复,这说明了单晶具有良好的均匀性,有利于生长均匀的碲镉汞外延层.     

外延砷化镓的性质与AsCl_3温度的关系

用 AsCl_3—Ga—H_2开管流动系统外延生长 GaAs 晶体获得了以下各种电性能:(i)当 AsCl_3温度从20℃变到0℃时,在掺 Cr 半绝缘衬底上所生长的外延层中载流子浓度从2.5×10~(14)厘米~(-3)变到2×10~(15)厘米~(-3)(ii)如果在外延沉积前降低 Ascl_3的温度,在外延层——(掺Sn 低阻)衬底交界面处能观察到高阻区,若在生长过程中降低 Ascl_3温度,反而会出现低阻区。在较高的 AsCl_3温度下生长时,外延层表面会出现棱锥,使用偏离(100)面5度切割的衬底可以消除这些棱锥。     

LD边抽运Yb∶YAG激光器性能的数值计算

以准三能级固体激光理论为基础,用数值方法研究了LD边抽运Yb∶YAG板条激光器的激光输出特性、温度效应、光学畸变和摩尔分数优化等性能。计算表明,Yb∶YAG可实现 100kW的激光输出,板条的尺寸在 130mm×60mm×3mm左右,Yb3 的摩尔分数小于 1%。从晶体的生长的角度看,生长出满足 130mm×60mm×3mm晶体元件加工需求的Yb∶YAG晶体是可行的。所以,Yb∶YAG是未来激光战术武器中的候选材料。     

用热交换法融熔生长Nd:Y3Al5O12(Nd:YAG)

采用热交换法(The Heat Exchanger Method,简称HEM)已生长出重2180g,直径为7.62cm的纯的和掺Nd的Y3AlsO12(YAG和Nd:YAG)单晶。要达到所需的固液生长界面,必须改进炉子才能避免晶体小面生长。掺0.6～0.8原子%Nd时,晶体体积的90%以上无散射中心,当掺1.1原子%Nd时,晶体体积50%无散射中心,这些散射中心包括空隙和取决于熔体组分而定的YAIO3或AI2O3。由热交换法生长的按0.6～0.8原子%Nd的晶体所制得3×30mm的激光棒,其萤光寿命为254±2.5微秒。     

用气相生长方法制备8—14微米光电二极管用的PbSnTe材料

用闭管有籽晶的气相输运方法,已生长了直经19mm,最大长度25cm 的Pb_(0.8)Sn_(0.2)Te 单晶梨晶体。晶体生长是在设有等温‘热管’的炉中进行的,生长过程中的炉温分布能方便地加以控制。生长速率选择为2—2.5克/天。扫描X 射线结构分析显示良好的晶性。晶体上割下的薄片经退火处理后,载流子浓度为1-2×10~(17)厘米~(-3),迁移率为2-3×10~4厘米~2/伏·秒(p 型,77°K)。用这种材料所制造的光电二极管峰值探测率达2×10~(10)厘米·赫`(1/2)·瓦~(-1)。     

加压布里奇曼法生长大直径HgCdTe晶体

根据加压改进布里奇曼法,采用“二次配料”工艺成功地生长了直径40mm的大直径HgCdTe(组分x≈0.20）晶体．采用加压技术,平衡部分石英安瓶内的高汞蒸汽压,有效地避免了石英安瓶的爆裂;采用“二次配料”工艺,大大降低了生长温度;合理选择温度梯度和生长速度,获得了有较好结晶性和组分均匀性的HgCdTe晶体．分析表明：HgCdTe晶片的载流子浓度n77≤4×1014cm－3,迁移率μ77≥1×105cm2／（V*s）,少数载流子寿命值τ≥2.0μs,80K时简单的性能测试用光导探测器件的探测率D为1.1×1010cm*Hz1／2／W．