温梯法生长优质Nd:YAG激光晶体

Al_2O_3-Nd_2O_3-Y_2O_3三元系熔体是一种多组份的复合相平衡,尤其是 Nd离子的进入使得Al在YAG 结构中的四重配位不稳定,其结晶条件远不同于蓝宝石。考虑了 Nd:YAG单晶生长中可能出现的问题以及垂直凝固结晶法的工艺特点,我们对生长装置及发热体作了合理的设计,结合生长参数的选择以及原料的精心配制和处理,已经成功而稳定地生长出Nd浓度分布较均匀、光学完整性好、散射颗粒少及低位错密度的优质Nd:YAG激光晶体。     

大尺寸氟化铅晶体的生长

描述了不用高真空条件，在通常的Ｂｒｉｄｇｍａｎ－Ｓｔｏｃｋｂａｒｇｅｒ炉中，用高温下的反应方法，消除了原料及生长炉内残存的Ｏ＾２－及ＯＨ＾－，生长出优质，大尺寸的β－ＰｂＦ２晶体。在晶体生长时，出现的主要问题是在晶体中的针状结构及开裂，但可通过控制条件来解决。     

YAG激光晶体粘接剂的研制

目前,国内用以粘接YAG激光晶体的粘接剂有204胶、502胶等,但大都存在一些缺点。如502胶为水状,易玷污晶体端面,不能承受紫外照射,不能长期与水接触。204胶虽然能承受紫外照射、耐水、但流动性强,易玷污晶体端面,且需高温固化,操作不便,使用期仅半年,不易保存。有的单位曾采用普通环氧粘接YAG激光晶体,使用几天就脱落了。由于粘接剂的问题,直接影响了固体激光在医疗方面的应用。为了改进固体激光粘接剂,我们与陕西省人民医院、西北大学物理系协作,开展了YAG激光粘接剂的制     

大尺寸四硼酸锂压电晶体转向生长

四硼酸锂(Li_2B_4O_7,LBO)晶体是一种性能优异的压电基片材料,坩埚下降法生长的直径为76 mm LBO晶体已成功应用于声表面波(SAW)和体波(BW)器件。由于硼酸盐熔体粘度大、晶体易开裂,生长直径为102 mm的LBO晶体产业化还有很大难度。本工作根据坩埚下降法技术特点,提出了转向生长LBO晶体的工艺方案,成功生长出60 mm×110 mm×120 mm板状晶体。晶体沿[001]方向快速生长,侧面主面为(110)。生长的板状晶体经准确定向、加工后即可获得高度60 mm、直径为102 mm(4 in)的[110]取向LBO晶体,生长速率和晶体产率较传统方法都有显著提高。     

高掺杂浓度Yb:YAG晶体的生长及激光性能

用引上法生长了30％Yb:YAG(摩尔分数,下同）晶体,研究了晶体的生长工艺参数和退火工艺参数;用940nm吸收系数表征了Yb^3 离子在Yb:YAG晶体中的分布情况,结果表明：Yb^3 离子在Yb:YAG晶体中分布均匀,研究了晶体微片的激光特性,用钛定石激光器泵浦30％Yb:YAG微片,获得了1．053μm的高效激光输出。     

SAPMAC法生长大尺寸蓝宝石晶体的碎裂分析

在SAPMAC法晶体生长过程中常常出现晶体开裂现象,导致试验失败;根据裂纹萌生的位置、扩展程度可将其概括为全开裂(粉碎性开裂)和体内开裂(节理面开裂)两种开裂形态.研究结果表明:引起晶体开裂的主要原因是晶体内部由温度分布不均匀所引起的热应力,晶体内热应力与系统温度梯度、晶体热膨胀系数及晶体直径成正比;过快的晶体生长速率和过快的冷却速率,将会引起晶体内部整体热应力过大,造成晶体整体碎裂;在晶体直径突变及包裹物边缘位置易产生应力集中,微裂纹在应力集中位置萌生,并沿薄弱的(11-20)或(01-12)面扩展,造成晶体局部开裂.本实验室通过设计合理而稳定的温场、优化晶体生长工艺及退火处理等方法,较好地解决了蓝宝石晶体的开裂问题,生长了直径达240 mm的大尺寸蓝宝石晶体.     

大尺寸BaF_2晶体开裂的研究

本文指出了大尺寸(φ100mm)BaF_2单晶生长过程中的开裂因素,分析了大尺寸BaF_2单晶生长时能允许的最大轴向温度梯度,降温速率以及由于热应力引起的最大合成应变。相应地改善了温场,确定了最佳晶体生长工艺,采用坩埚下降法生长出了无开裂的φ100mm的完整晶体。     

激光新晶体大晶格替代型GGG的生长及研究

本文分析了GSGG晶体作为激光基质的优越性,认为这主要是由于掺入Sc替代Ga增加了原有的GGG晶格中的八面体平均键长。据此用离子半径与Sc~(3 )相仿的Mg~(2 )、Zr~(4 )等掺入GGG中生长出了双掺(Nd,Cr)和单掺(Cr)的替代型GGG,即双掺和单掺的Gd_(3-x)Ca_xGa_(5-y-z)Mg_yZr_zO_(12)、Gd_3Ga_(5-x-y)Mg_xZr_yO_(12)和Gd_(3-x)Ca_xGa_(5-y)Zr_yO_(12)三种晶体。荧光寿命及光谱测定表明,双掺晶体有Cr→Nd的能量转移,且激光效率高于条件基本相同的双掺(Nd,Cr)的GGG。单掺晶体则仅出现~4T_2→~4A_2跃迁的宽带,而不出现~2E→~4A_2的R线。这三种晶体的掺Cr分布较为均匀。实验结果与问题分析相符。这说明除GSGG之外,应还可以找到大晶格替代型GGG作为激光材料。     

第五次YAG激光晶体技术交流会简介

由中国光学学会光学材料专业委员会和电子工业部激光情报网共同组织的“第五次 YAG激光晶体技术交流会”于1982年6月24日至7月1日在安徽省太平县召开。来自全国12个省市有关的科研、院校、工厂等共40个单位66名代表参加了会议,《硅酸盐学报》编辑部应邀出席了会议。     

YAG掺铷——钇铝石榴石激光晶体胶粘剂

YAG掺铷——钇铝石榴石激光晶体胶粘剂以丁腈改性环氧树脂,酚醛变性胺为固化剂,用于掺铷——钇铝石榴石激光晶体与钢套粘接,安装在陕西省人民医院YAG激光医用治疗机,临床应用3年,效果很好。后中国电子科技集团第二十七研究所从1990年开始用YAG激光胶粘剂粘接各类激光产品至今,经高低温试验、振动试验、冲击试验等各项性能测试及15年来工程应用证明,在各类激光产品中从未出现开裂、脱胶现象,性能稳定可靠,其粘接强度、耐冲击、耐振动、耐高低温变化、耐水、耐化学介质、耐光、耐老化性能均好,能满足生产要求,用途广泛,符合激光及各种工程应用。文中详述了酚醛变性胺固化剂的选择及该胶粘剂的性能。     

Nd:YAG晶体的光谱测试及其新波长激光

采用提拉法生长了掺Nd3+量为1.2%(摩尔分数)的Nd3+:Y3A15O12(Nd:YAG)激光晶体.测定了Nd:YAG晶体室温下300～3 000nm的吸收光谱和808nm激光激发的荧光光谱,核定了Stark能级的位置.结果表明:Nd:YAG晶体产生的1.3μm波长激光适用于光通讯,并具有人眼安全,对大气吸收低等特点,可用于激光雷达和和外科手术.4F3/2→4I9/2跃迁的946 nm激光,倍频后产生的473nm蓝色激光,在激光存储和光显示方面有重要应用.4F3/2→4I11/2跃迁的1122nm激光倍频后可产生561 nm黄色激光,可用作生物显微镜光源.     

用激光光散射层貌术研究Nd:YAG晶体中的缺陷

用激光光散射层貌术研究Nd:YAG晶体中杂质缀饰的缺陷,从中清晰地观察到不同类型的缺陷及其相互作用。在晶体中存在两种类型的攀移蜷线位错,Ⅰ型蜷线位错是围绕包裹物形成的并与GGG晶体中的蜷线相似。Ⅱ型蜷线位错是围绕小晶面组成的内核而攀移成的,其立体结构可以通过逐层扫描照相显示出来,蜷线的环面直径为1.2mm,长度为40mm,这类蜷线位错还未见报道。     

大口径YCOB晶体的提拉法生长

采用提拉法成功生长了大尺寸高质量的Ca4YO(BO3)3(YCOB)晶体,尺寸达到φ110×90mm3,为目前文献所报道的最大尺寸.有效的解决了YCOB晶体生长过程中经常出现的开裂、螺旋生长等现象.在所生长的YCOB晶体基础上,加工了尺寸为80mm× 80mm× 15mm的晶片用于进一步的实验.     

大尺寸氧化物功能晶体的熔体结构研究进展

大尺寸功能晶体氧化物广泛应用于军事、高端制造、医疗等领域。熔体的结构和性质对于生长大尺寸高质量的功能晶体而言十分关键。本文综述了氧化铝、钇铝石榴石、铌酸锂等典型氧化物晶体的熔体结构特征。研究表明这几种熔体中都存在几种由金属阳离子与氧离子配位形成的不同多面体结构基元,这些结构基元的配位数、键长、空间结构以及各种基元数量的相对占比与晶体中的存在显著差异,并且结构基元的种类和占比与温度具有一定关联关系。在熔体中,这些结构基元相互连接形成网状结构,阴阳离子都可以作为节点在熔体中连接结构基元多面体。相变和熔体结构动态转变反映了晶体生长的热力学和动力学过程,揭示结构相变和熔体的结构演变动力学过程将有助于从深层次理解大尺寸晶体的实际生长机理。在生长界面处诱导形成特定熔体结构基元,构筑长程、均一的介尺度化学键合结构,有助于实现高品质大尺寸晶体生长。     

马赛克法生长大尺寸单晶金刚石的研究

使用微波等离子体设备,研究单晶金刚石衬底间距和厚度差异对拼接法制备大尺寸单晶金刚石生长的影响。通过金相显微镜观察不同衬底间距和厚度差异下金刚石的生长情况;通过扫描电子显微镜和激光拉曼光谱仪对拼接界面处的表面形貌和晶体质量进行表征合分析。结果表明,当衬底间距小于10μm时,虽然晶体的底部有明显缝隙,但是表面区域已经连成一片完整的单晶,说明拼接狭缝处沿水平方向的生长速度能够使两片衬底在接触时连成一体;当衬底厚度差异不超0.02mm时,不会出现吞噬现象,生长表面较为平整。     

我国成功研制大尺寸高纯二氧化碲晶体

我国独立研制的大尺寸、高纯二氧化碲晶体，已被大型国际科研项目CUORE（CryogenicUndergroundObservsatouforRareEvents，低温地下观测稀有物理现象）独家采用，我方目前已为其提供数百块晶体。     

大尺寸Ga/Sc共掺ZnO晶体的水热法生长及光的吸收特性

文章报道了水热法生长Ga/Sc共掺ZnO晶体的结果。实验以ZnO陶瓷烧结块为培养料,以4mol/LKOH+1mol/L LiOH+5mlH_2O_2作为矿化剂,溶液中加入定量的Ga_2O_3和Sc_2O_3粉末,在尺寸为Φ70×1100mm高压釜中,在溶解温度T=380℃～400℃,结晶温度T=360℃～380℃的条件下,采用温差水热法生长出了尺寸为50×35×5.6(c轴方向)mm~3的Ga/Sc共掺ZnO单晶体。采用ICP-MS测试了晶体中Ga和Sc元素的含量。利用分光光度计测试了晶体的吸收率,从400nm波长开始,随着波长的增大,Ga/Sc共掺ZnO晶体的吸收率比纯ZnO晶体高。比较了不同温差条件下c轴方向的生长速度,确定了合适的水热法晶体生长的温差条件。     

大截面NaCl晶体的生长和性能

采用电阻加热Czochralski法和坩埚底部补偿技术,在优化温场和工艺参数后,生长出了φ130 mm×100 mm的NaCl单晶.XRD分析表明,NaCl晶体为立方晶系,晶格常数为a=0.56402 nm.晶体的透光性能测试表明:厚度4 mm的样品的透过率大于91.5％;晶体的Virckers硬度为21.52 kg/...     

大截面KDP晶体在激光核聚变研究中的应用

介绍了大截面ＫＤＰ晶体在激光核聚变中的应用，并简述了该晶体的研究动态。