Nd3+:Y0.5Gd0.5VO4晶体生长和基本特性

Nd^3 :Y0.5Gd0.5VO4晶体作为一种新的激光材料，可以用中频感应加热提拉法生长。X射线粉末衍射分析表明它的结构与Nd^3 :YVO4晶体结构相同，它的晶格常数介于YVO4和NdVO4晶格常数之间。用ICP光谱法测定晶体中Nd^3 含量为0．8at％，分凝系数为0．8，与Nd^3 :GdVO4晶体中Nd^3 的分凝系数0．78相当；用称重法测定其密度为5．00g／cm^3；用稳态纵向热流法测出其室温热导率为12．5W／mK。实验表明Nd^3 :Y0.5Gd0.5VO4晶体有希望作为高功率ID泵浦激光晶体材料。     

大尺寸Y:PbWO4晶体的坩埚下降法生长与光学均匀性研究

报道了大尺寸Ｙ：ＰｂＷＯ４晶体的坩埚下降法生长工艺，讨论了影响晶体生长的主要 因素．探讨了消除晶体开裂、抑制晶体组分过冷的工艺措施，成功地生长出无宏观缺陷的大尺 寸Ｙ：ＰｂＷＯ４晶体，尺寸达５２ｍｉｎ×５２ｍｍ×２５０ｍｍ．同时，对实验样品沿晶体生长方向不同部 位的横向透过率及发射光谱进行了测试，结果表明，坩埚下降法生长的大尺寸Ｙ：ＰｂＷＯ４晶体 具有较好的光学均匀性．     

Yb~(3+)∶LiYF_4激光晶体的生长与光谱性能

报道了氟化物激光晶体Yb3+∶LiYF4的单晶生长与光谱性能。按照n(LiF)∶n(YF3)∶n(YbF3)=51.5∶47.5∶1.0制备配合料,经干燥HF气氛下的固相烧结合成制备出无水Yb3+∶LiYF4多晶料;采用非真空密闭条件下的坩埚下降法成功生长出系列12 mm尺寸的透明完整Yb3+∶LiYF4单晶。采用化学分析和光谱测量表征了所生长单晶的掺杂浓度和光谱性能,结果表明,Yb3+离子已成功掺杂进入基质晶体,其有效分凝系数估算为0.455;此单晶在较宽波长范围内具有良好光学透过性,在896 nm波长激发光作用下,该单晶具有930~1 030 nm波长范围的荧光发射,其荧光衰减寿命为1 888μs。     

大尺寸Y:PbWO4晶体的坩埚下降法生长与光学均匀性研究

报道了大尺寸Ｙ：ＰｂＷＯ_４晶体的坩埚下降法生长工艺,讨论了影响晶体生长的主要 因素．探讨了消除晶体开裂、抑制晶体组分过冷的工艺措施,成功地生长出无宏观缺陷的大尺 寸Ｙ：ＰｂＷＯ_４晶体,尺寸达５２ｍｉｎ×５２ｍｍ×２５０ｍｍ．同时,对实验样品沿晶体生长方向不同部 位的横向透过率及发射光谱进行了测试,结果表明,坩埚下降法生长的大尺寸Ｙ：ＰｂＷＯ_４晶体 具有较好的光学均匀性．     

不同粒径Gd2Ba4CuNbOy纳米粒子掺杂对GdBCO块材性能的影响

采用顶部籽晶熔融织构方法（TSMTG）成功制备出掺杂不同粒径Gd_2Ba_4CuNbO_（？）纳米粒子的单畴GdBCO超导块材,研究其对超导块材的生长形貌和磁悬浮力的影响,结果表明,在该条件下制备出的单畴GdBCO超导块材样品上表面十字花纹明显,且四个单畴扇区光滑平整;样品的磁悬浮力随着Gd_2Ba_4CuNbO_y粒径的增大有逐渐减小的趋势,当过筛目数n=360目时,样品的磁悬浮力最大,约25N;利用环境扫描电子显微镜技术（SEM）观察了样品的微观形貌,结果显示,随着掺杂粉体过筛目数的减小,样品中Gd_2Ba_4Cu NbO_y纳米粒子的分布越来越均匀且粒径逐渐增大。实验结果对进一步提高GdBCO超导块材的性能具有重要的借鉴作用     

颜色可调Y(PO3)3:Tb3+,Yb3+上转换发光材料的共沉淀制备及性能

采用共沉淀法制备Tb3+,Yb3+共掺杂Y(PO3)3上转换发光材料,通过X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和上转换荧光光谱仪(UPL)对制备产物的结构和性能进行表征分析.结果表明,所制备样品属于单斜晶系空间群为P21/c的Tb3+和Yb3+共掺杂Y(PO3)3晶体.在近红外光的激发下,所制备Y(PO3)3:x Tb3+,20％(摩尔分数,下同)Yb3+样品发射出Tb3+特征的蓝绿色光.Tb3+掺杂量直接影响着制备产物的上转换发光性能,当Tb3+掺杂量为2％ ～10％时,Tb3+的5 D4→7 F6发射峰分裂为481 nm和491 nm两个发射峰;当掺杂量为5％～20％时,位于547 nm处绿光发射为最强发射峰;当Tb3+掺杂量高于20％时观察到浓度猝灭现象.Tb3+/Yb3+的掺杂量比例和近红外光激发功率密度对所制备样品的上转换发光性能也有明显影响.适当调节样品中Tb3+/Yb3+掺杂比例可实现对制备的Y(PO3)3:x Tb3+,20％Yb3+样品的上转换发射蓝绿光颜色的调控.对Y(PO3)3:Tb3+,Yb3+样品的上转换发光机理进行探索,其中属于Tb3+特征的5 D3→7 FJ(J=6,5,4)和5 D4→7 FJ(J=6,5,4,3)跃迁带发射分别属于三光子吸收和双光子吸收机制.     

有机配体对NaBiF4:Yb3+/Er3+上转换纳米粒子形貌和发光性能的调控研究

本工作采用一锅溶剂热法分别制备了不同有机配体修饰的NaBiF₄:Yb³⁺/Er³⁺上转换纳米粒子(UCNPs), 并对其形貌和发光性能进行了研究。实验表明, 有机配体的软模板和导向作用可调控UCNPs的粒径和形貌, 且有机配体的缺陷钝化作用会使其发光增强。其中, 以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)修饰的UCNPs的增强效果最为显著, 强度大约增加了9倍。此外, 本研究进一步考察了该UCNPs在不同的温度和pH条件下的发光强度的变化规律。结果表明, 在30~90 ℃之间, 其发光强度随着温度的升高而降低; 在强酸和强碱环境中, 其发光强度显著降低, 而在pH为5~6时, 其发光强度最大。     

涂覆法观测KH2PO4晶体Z切片薄表面层形成和生长特性

提出一种实验研究薄表面层形成和生长的涂覆法。利用该方法,以KH_2PO_4(KDP)晶体Z切片为载体,探究晶体的某些部位,比如(001)面、棱边、柱面在薄表面层形成以及生长过程中所起的作用。结果表明,当Z切片的(001)面上的棱边被覆盖,会首先以小晶锥的形式在(001)面形成新棱边,然后自新棱边沿(101)面切线方向出现薄表面层生长;当整个(001)面被覆盖,柱面生长一定时间并形成新棱边,之后也会出现薄表面层生长;当(001)面被涂覆分割,各分割部分能在各自的新棱边形成后以薄表面层方式形成独立的锥体,而在锥体间的棱边恢复后,独立锥体相应锥面能实现连接。可见,棱边是薄表面层形成的先决条件。对各种涂覆处理的Z切片通过光学显微镜实时观测,发现棱边在薄表面层形成中起关键作用,而柱面能提供台阶,在薄表面层生长中起重要作用;同时,得到了不同涂覆处理方式下薄表面层切向生长速度和动力学系数。     

Mg(Y,Gd)_4Si_3O_(13)∶Eu,Bi 的溶胶-凝胶法合成、结构和发光性能

采用溶胶-凝胶法首次合成出 MgY_(4-x-y-z)Si_3O_(13)∶Eu_z~(3+),Bi_y~(3+),Gd_x~(3+)系列发光体.其结构与ASTM 卡片记载的 MgY_4Si_3O_(13)的结构相同,属于六方晶系.在每 mol 基质中,Eu~(3+)、Bi~(3+)和 Gd~(3+)的最佳掺杂量分别为0.07,0.025和0.2mol.在发光体由非晶态向晶态的转变过程中,Eu~(3+)的发光强度和所处位置对称性都发生了显著变化.当基质以 Eu~(3+)、Bi~(3+)共掺杂时,Bi~(3+)的兰色发光和 Eu~(3+)的橙红色发光都很强,但 Bi~(3+)向 Eu~(3+)的能量传递效率很低,适量的 Gd~(3+)的加入可增强 Bi~(3+)对Eu~(3+)发光的敏化效果.     

一种全新的金属有机配合物非线性光学晶体CdHg(SCN)_4(C_2H_5NO)_2的生长、物化和光学性能表征

在以水和N-甲基甲酰胺的混合溶剂中制备了一种潜在的二阶非线性光学晶体:二N-甲基甲酰胺合硫氰酸汞镉(CdHg(SCN)4(C2H5NO)2(CMTN));用溶液降温法生长出了尺寸为30 mm×27 mm×9mm的较高光学质量的单晶体。采用元素分析、粉末衍射、红外和拉曼光谱、热分析和紫外/可见/近红外透过光谱表征了它的结构、物理化学、热分解和光学性质。该晶体在128.5℃开始分解,其紫外截止波长为358nm。     

Growth and scintillation properties of Yb doped aluminate, vanadate and silicate single crystals

For the purpose of quick screening for charge transfer (CT) transitions of Yb³⁺ in various hosts, (Lu_1−xYb_x)₃Al₅O₁₂ (Yb:LuAG) with x=0.05, 0.15, 0.30 and (Y_1−xYb_x)AlO₃ (Yb:YAP) with x=0.05, 0.10, 0.30 were grown by the micro-pulling-down method. (Y,Yb)VO₄ with strong wetting was grown by edge defined film-fed growth method and materials, which require moderate temperature gradient, such as Ca₈(La,Yb)₂(PO₄)₆O₂ and (Gd,Yb)₂SiO₅ were grown by Czochralski method. Strong dependence of the CT luminescence decay time and intensity on temperature was observed for Yb-doped LuAG and YAP. Super fast decay with 0.85 ns decay time was observed in Yb(30%) doped YAP at room temperature. Though the emission intensity is weak at room temperature, it exceeds several times that of PbWO₄. In addition, CT luminescence of Yb:YAP occurs at longer wavelength than in BaF₂, which enables the usage of glass-based photomultiplier for the detection. In addition, higher stopping power will be expected due to the higher density host compared with BaF₂.     

Spectroscopic properties and high-power laser operation of Yb0.14:Y0.77Gd0.09Ca4O(BO3)3 mixed crystal

We report, for the first time to our knowledge, on the spectroscopic properties and continuous-wave laser performance of Yb_0.14:Y_0.77Gd_0.09Ca₄O(BO₃)₃, a mixed rare earth calcium oxyborate Yb-ion crystal. Under simple end-pumping conditions with a 976-nm diode, efficient CW laser operation was demonstrated at room temperature, producing an output power of 14.1 W at 1084.4 nm with an optical-to-optical efficiency of 48%; while operating around 1045 nm, the laser could generate an output power as high as 23.0 W, with optical-to-optical and slope efficiencies amounting, respectively, to 57% and 70% with respect to incident pump power. The polarized absorption and emission cross sections are also presented. The impressive results demonstrated reveal the great potential of these mixed oxyborates in developing new promising Yb-ion laser crystals.     

Yb:NaY(WO4)2晶体生长及性能研究

本文首次采用提拉法生长出了四方晶系白钨矿结构的Yb:NaY(WO4)2晶体,通过TG-DTA分析得到晶体的熔点为1211℃,测试了该晶体的红外光谱、拉曼光谱和吸收光谱.结果表明,该晶体在848nm、968nm附近有较强、较宽的吸收峰,适合于LD泵浦.     

Growth and spectroscopy of Dy doped in ZnWO4 crystal

Single-crystal ZnWO₄:Dy³⁺ was grown by Czochralski technique. The XRD, absorption spectra as well as fluorescence spectrum are investigated and the Judd–Ofelt intensity parameters Ω₂, Ω₄, Ω₆ are obtained to be 7.76 × 10⁻²⁰ cm², 0.57 × 10⁻²⁰ cm², 0.31 × 10⁻²⁰ cm², respectively. Calculated radiative transition rate, branching ratios and radiative lifetime for different transition levels of ZnWO₄:Dy³⁺ crystals are presented. Fluorescence lifetime of ⁴F_9/2 level is 158 μs and quantum efficiency is 66%.The most intense fluorescence line at 575 nm correlative with transition ⁴F_9/2 → ⁶H_13/2 is potentially for application of yellow lasers.     

新型非线性光学晶体RCa4O(BO3)3(R=Gd,Y)的生长及性质研究

本文首次报导了利用提拉方法、使用铂霸在大气气氛下生长出大尺寸、高质量的ＧｄＣａ４Ｏ（ＢＯ３）３（ＧＣＯＢ）晶体及ＹＣａ４Ｏ（ＢＯ３）３（ＹＣＯＢ）晶体。通过对几种生长方向的比较,选择出（０１０）为最佳生长方向。本文对晶体的生长习性进行了研究,讨论了变晶界面处技蔓生长的原因。通过测量晶体的透过谱,发现了其透过波段宽,在深紫外具有较高透过率。晶体具有较好的倍频性能。对５ｍｍ和匠ＧＯＣＢ晶体进行了倍频研     

大尺寸硅酸铋晶体的原料合成、晶体生长及闪烁性能研究

以Si(OC₂H₅)₄和Bi(NO₃)₃·5H₂O作为前驱体、柠檬酸作为溶剂, 按化学计量比配料, 采用溶胶-凝胶法合成并经高温烧结制备了纯相Bi₄Si₃O₁₂多晶粉末, 每批次可合成250 g。以此为原料、<001 >取向BSO为籽晶, 在坩埚下降炉内生长了BSO晶体, 讨论了晶体的析晶行为, 获得了30 mm × 30 mm × 210 mm的高质量BSO晶体。闪烁性能测试表明, 该晶体能量分辨率为18.9%, 光输出为同等条件下CSI(T1)晶体的7.2%。     

熔盐提拉法生长的Nd3+:KGd(WO4)2单晶的性能研究

采用熔盐提拉法生长出φ20mm×35mm的优质Nd3+KGd(WO4)2晶体,对晶体三个轴向的光谱进行了测试研究,结果表明a轴向的吸收和荧光谱峰最强,最适合于进行激光实验研究.采用脉冲氙灯泵浦φ3.5mm×26mm的激光器件,在1.067μm处得到125.5mJ的激光输出.在同等条件下对YAGNd激光晶体进行了激光实验研究,并对两种结果进行了比较,结果表明和YAGNd3+晶体相比,KGWNd3+晶体具有激光阈值低、效率高和输出光为偏振光等优点,因此在小型激光器的应用方面具有明显的优势.