铒镱共掺钨酸钆钾激光晶体生长、结构及光谱特性

采用顶部籽晶提拉法生长出铒镱共掺钨酸钆钾[Er3 :Yb3 :KGd(WO4)2,Er:Yb:KGW]激光晶体.这种晶体的最佳生长工艺参数为:转速为10～15 r/min,提拉速率为1～2mm/d,降温速率为0.05～0.1℃/h,生长周期为10～15d.X射线衍射分析表明,所生长的晶体为β-Er:Yb:KGW.经热重-差热分析确定:晶体的熔点为1 079℃,相转变温度为1 024℃.测量晶体的红外及Raman光谱,并对峰值及相应的原子基团振动进行了归属.晶体样品的吸收光谱显示:在380,523,935 nm和981 nm处存在较强的吸收峰,主峰981 nm处的吸收截面积为3.35×10-20 cm2.分别在488 nm和980 nm波长光激发下,均可以产生较强的1.53 μm对人眼安全的激光,表明Yb3 对Er3 具有敏化作用,既提高了对泵浦光的吸收效率,又降低了激光振荡阈值.     

掺钕钨酸钆钠晶体生长、结构及光谱特性

采用提拉法生长了尺寸为φ(30～35)mm×80mm的掺钕钨酸钆钠[Nd:NaGd(WO4)2,Nd:NGW]晶体。生长Nd:NGW晶体的最佳工艺参数为:晶体的提拉速率为1～2mm/h,晶体转速为15～18r/min,冷却速率为10℃/h,液面上轴向温度梯度为0.7～1℃/mm。通过热重-差热分析(thermogravimetry-differential thermal analysis,TG-DTA),X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)对晶体进行表征。测试了晶体的红外及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。由TG-DTA曲线得到晶体熔点为1251.7℃。XRD分析表明:晶体属于四方晶系、白钨矿结构、I41/a空间群,晶胞参数a=0.53213nm,c=1.13070nm。吸收光谱表明:Nd:NGW晶体在805nm附近有较强、较宽的吸收峰,吸收截面积为3.581×10-20cm2,适合于激光二极管泵浦。     

提拉法生长钨酸钆镉晶体

用提拉法生长了四方晶系白钨矿结构的钨酸钆镉[CdGd2(WO4)4,CGW]晶体.通过X射线衍射分析计算出晶胞参数a=b=0.5204 nm,c=1.1360 nm.为改进CGW晶体的生长工艺,采取了一些避免生长过程中出现组分过冷现象的工艺措施,提出了晶体生长的最佳工艺参数:拉速为0.84 mm/h,转速为40 r/min,熔体中界面处的温度梯度为46～47 ℃/cm,冷却速率为32 ℃/h.测试了晶体的紫外-可见光谱和Raman光谱,测量得到晶体在紫外波段的截止波长为326 nm,并讨论了晶体的紫外吸收边起源和Raman光谱中各峰的振动归属.     

Nd: KGd (WO4)2激光晶体生长

以K2W2O7为助熔剂,采用熔盐顶部籽晶(TSSG)法生长出尺寸为23mm×20mm×19mm的NdKGd(WO4)2激光晶体.比较了K2WO4和K2W2O7两种助熔剂的性能及对晶体生长的影响,认为K2W2O7熔点较低可以有效地降低晶体生长温度,有利于控制晶体生长和生长环境进行了KGd(WO4)2-KNd(WO4)2系统二元相图的研究,认为两者互溶性好,有利于晶体生长,并且Nd3+易于以化学剂量比取代Gd3+采用XRD、偏光显微镜及TG-DTA对晶体性能进行了研究,实验表明所生长的晶体为高温相的β-NdKGW.用光学显微镜对晶体表面裂纹、生长条纹、生长丘、生长台阶和包裹物等缺陷进行了观察,认为它们形成的原因是由于晶体生长工艺不稳定,温度梯度过大,拉速和降温速率过快.     

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.     

Nd∶KGd(WO_4)_2激光晶体生长

以K2 W2 O7为助熔剂 ,采用熔盐顶部籽晶 (TSSG)法生长出尺寸为 2 3mm× 2 0mm× 19mm的Nd∶KGd(WO4) 2 激光晶体 .比较了K2 WO4和K2 W2 O7两种助熔剂的性能及对晶体生长的影响 ,认为K2 W2 O7熔点较低可以有效地降低晶体生长温度 ,有利于控制晶体生长和生长环境 .进行了KGd(WO4) 2 -KNd(WO4) 2 系统二元相图的研究 ,认为两者互溶性好 ,有利于晶体生长 ,并且Nd3+ 易于以化学剂量比取代Gd3+ .采用XRD、偏光显微镜及TG -DTA对晶体性能进行了研究 ,实验表明所生长的晶体为高温相的 β -Nd∶KGW .用光学显微镜对晶体表面裂纹、生长条纹、生长丘、生长台阶和包裹物等缺陷进行了观察 ,认为它们形成的原因是由于晶体生长工艺不稳定 ,温度梯度过大 ,拉速和降温速率过快     

钨酸钇钠晶体生长

采用提拉法生长制备了四方晶系白钨矿结构的钨酸钇钠[NaY(WO4)2]晶体。通过TG-DTA分析得到晶体的熔点为1211℃,从XRD分析得到晶胞参数a=b=0．5212 nm,c=1．1268 nm,V=0．3062 nm^3。讨论了钨酸钇钠晶体的生长工艺,给出晶体生长的最佳工艺参数：拉速为0．5～4 mm／h,转速为10～18 r／min,冷却速率为18℃／h,最佳的液面轴向温度梯度为0．7～1℃／mm。测试了钨酸钇钠晶体的红外光谱和Raman光谱,讨论了晶体的振动归属。     

铒镱共掺钨酸钆钾激光晶体的光谱性能及光谱参数计算

采用顶部籽晶溶液法生长出铒镱共掺钨酸钆钾[Er3+:Yb3+:KGd(WO4)2,Er:Yb:KGW]激光晶体.测量了晶体的红外光谱、Raman光谱、吸收光谱和发射光谱,分析了晶体的振动模式,并对晶体振动光谱进行归属.利用Judd-Ofelt理论计算晶体的吸收及发射截面、强度参数、辐射跃迁几率、荧光分支比和荧光寿命等光谱参数.结果表明:Er:Yb:KGW晶体在380,523,935nm和981nm处存在较强的吸收峰,主峰981nm处的吸收截面为 3.35×10-20cm2.强度参数为Ω2=1.0729×10-20cm2,Ω4=1.2956×10-20cm2,:Ω6=0.933 5×10 20cm2.用488nm和980nm波长激发晶体,得到较强的1.53μm人眼安全波段激光,由于Yb3+对Er33+的敏化作用不级可以提高泵浦光的吸收效率,而且可以降低激光振荡阈值.     

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。     

钨酸钆镉单晶的光致发光性能

采用提拉法生长了钨酸钆镉[CdGd2(WO4)4, CGW]单晶.在室温下测试和研究了CGW单晶的光致发光谱和X射线能量色散谱.结果表明:样品中有Gd,Cd,W和O元素,未见其他杂质元素;样品的发光性质随激发波长的不同而有所变化.在313 nm波长光激发下,有3个发光带,分别为447 nm蓝光,487 nm蓝绿光和545 nm绿光;在353 nm波长光激发下,不仅有蓝光、蓝绿光和绿光出现,另外出现了575 nm黄光发光峰;在367 nm波长的光激发下,出现775 nm红光发光峰.对发光机制分析认为:蓝光和蓝绿光为本征发射,起源于WO42-离子团的内部电子跃迁;绿光起源于"WO42- Oi";黄光和红光起源于WO3内部跃迁.     

钨酸钆镉晶体的光学性能

测试了钨酸钆镉[CdGd2(WO4)4,CGW]晶体在200～700nm波段的透射光谱和反射光谱。结果显示:CGW晶体在可见光区吸收非常小,具有良好的透光性。对测量得到的光谱进行了数学处理,计算得到了描述CGW晶体宏观光学特性的重要物理量,即晶体的折射率n(λ)、消光系数k(λ)和吸收系数α(λ)。用(αE)1/2对E作图,得出了晶体的光学能隙为3.53eV,证明了CGW晶体是间接带隙半导体。     

RE:KYb(WO_4)_2(RE=Nd~(3+),Er~(3+))激光晶体生长与结构特性(英文)

采用泡生法(Kyropoulos method)生长了稀土掺杂钨酸镱钾[RE:KYb(WO4)2,RE=Nd3+,Er3+]激光晶体,并对其结构特性进行了研究。RE:KYb(WO4)2晶体是由WO6,REO8和KO123种基团组成,W2O10二聚体通过WOW单氧桥相连,在平行于c轴方向上形成(W2O8)n多重带。REO8和KO12多面体共顶相连,沿[101]和[110]方向形成了具有二维层结构的延长带。X射线粉末衍射分析表明:Nd3+:KYb(WO4)2和Er3+:KYb(WO4)2两种晶体具有低温β相RE:KYb(WO4)2结构,属于单斜晶系,空间群为C2/c,计算了晶格常数。晶体红外光谱测试结果表明:在630～930cm-1范围存在5个较强的红外吸收峰,这些吸收峰是由WO4基团的伸缩振动引起的。最后,对峰值与相应的振动模式进行了归属,证实了晶体中WOOW双氧桥和WOW单氧桥键的存在。     

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.     

水溶液中硫酸钾晶体生长动力学

The single crystal growth rates of potassium sulfate in pure aqueous solution under different conditions were determined by photomicrography in a flow system for crystal growth. The effects of themain controlling factors, such as supersaturation, crystal size, solution velocity and crystal growth temperature, on crystal growth rates of potassium sulfate were discussed in detail by using non-linear regression from the experimental data, and several empirical relationships were given. The results showed that the growth rates of crystals increased with supersaturation, crystal size, solution velocity and temperature. Moreover supersaturation was the most important controlling factor influencing growth rates of crystals, crystal size and solution velocity were the secondary and temperature was the least.Furthermore, It was found that the growth rate of crystals along the [100] crystallographic axis was higher than that along the [001] in the same condition. The effect of every factor on crystal growth rates along the [100] crystallographic axis was stronger than that along the [001].     

掺MgF2的钨酸铅晶体的发光性能

通过透射光谱、光致发光谱、光产额的测试,研究了提拉法生长的掺MgF2的钨酸铅(PbWO4,PWO)晶体的发光性能.结果表明:与未掺杂晶体相比,掺杂样品的透光率提高,消除了420nm吸收,减弱了350nm吸收,紫外吸收边变陡并且向短波方向移动约10nm;掺杂样品和未掺杂PWO晶体的光致发光谱形状相同,存在350～550nm的宽带谱,峰值为420nm,掺杂样品的蓝光带得到增强.掺杂样品的光产额(200ns)为未掺杂PWO的2.3倍,发光性能得到改善.对透光率的提高和发光机制进行了探讨.     

Yb3+掺杂KLa(WO4)2激光晶体生长与光谱分析

采用提拉法生长出掺镱钨酸镧钾[Yb:KLa(WO4)2,Yb:KLW]晶体,测试了晶体的红外光谱和Raman光谱,对出现的振动模式进行了归属.从X射线衍射分析得到晶胞参数a=b=0.532 nm,c=1.189 nm.通过热重-差热分析得到晶体的熔点为1 119 ℃,在熔点以下没有相变.测试了晶体的吸收光谱和荧光光谱,计算了相应的光谱参数.结果表明:该晶体发射波长为1 021 nm,在931,981 nm附近有较强、较宽的吸收峰,适合用InGaAs半导体激光泵浦.