Nd:GdxY1-xCa4O(BO3)3晶体的生长及其光谱性能研究

利用熔体提拉法生长了大尺寸,高质量的新型激光自倍频晶体Nd:GdxY1-x(Ca4O(BO3)3(简称Nd:GdYCOB),对Nd:GdYCOB晶体的XRD衍射图进行指标化,得到它的晶胞参数为a=8.080A;b=16.016A;c=3.538A,β＝101．18,μ＝491．1A3,对取自不同部位的晶体粉末进行ICP原子发射光 分析表明晶体整体组份均匀一致,根据熔体和晶体粉末的ICP数据计算,Nd:GdYCOB晶体中Nd3 的分凝系数为0．63,首次报道了Nd:GdYCOB晶体200－3000nm室温透过光谱和室温荧光光谱及荧光寿命,室温透过光谱表明Nd:GdYCOB晶体的紫外吸收边在－220nm,具有很宽的透光波段（－220－2700nm);Nd:GdYCOB晶体在800nm附近存在很强的吸收,适合于LD泵汪,为光光谱表明Nd:GdYCOB晶体是一种很有潜力的RGB（red,green,blue)激光自倍频晶体,掺杂4％,5％ Nd:GdYCOB晶体的荧光寿命分别为105us和100us。     

Cr,Yb:YAG晶体的光谱性质

采用提拉法生长了原子分数为10％的Yb和不同掺杂浓度Cr的Cr,Yb:YAG激光晶体.测试了室温下晶体的吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命.随着晶体中Cr离子掺杂浓度的增加,晶体在1.03μm处的吸收系数增大、荧光强度和荧光寿命下降,同时Yb³⁺→Cr⁴⁺能量转移效率增加、量子效率降低.确定了Cr,Yb:YAG晶体中Cr的最佳浓度值.     

Nd:Zn:LiNbO_3单晶的生长及其抗光伤性能与光谱的研究

选择掺Zn作为Nd:LiNbO_3晶体的抗光伤手段,成功地生长了高掺Nd(原料中掺入1mol％的Nd_2O_3)的Nd:Zn:LiNbO_3单晶,根据其各种光学性能的测试结果,断定它是可用于半导体激光器泵浦的自倍频激光材升。测试晶体的双折射梯度及不同光斑直径下的消光比证明,晶体具有良好的光学均匀性。测试晶体中OH~-离子伸展振荡的红外吸收峰的位置发现,在Nd:LiNbO_3晶体中,Zn含量的抗光伤阈值为2.58wt％(以ZnO计)。对Zn含量超过抗光伤阈值的晶体测定了Ar~+离子激光(514.5nm)长时间辐照前后双折射的变化,为10~(-5)量级,证明掺Zn具有显著的抗光伤效应。晶体在可见光及近红外的吸收峰即为Nd~(3+)离子的5个本征吸收峰,较单掺Nd的LiNbO_3晶体,吸收峰的位置皆稍红移,其中基态~4I_(9/2)至~4F_(5/2)的跃迁吸收峰位于808nm,使得有可能在将该材料用于激光运转时采用半导体激光器为泵浦光源。晶体室温下的荧光谱与单掺Nd的晶体相近,最强峰为~4F_(3/2)向~4I_(11/2)的跃迁,谱线波长1.085μm(π偏振)与1.093μm(σ偏振)。能实现自倍频的为σ偏振的激光振荡,自倍频后输出波长0.546μm。用于倍频1.06μm的Nd:YAG激光,该晶体的相匹配温度为70～80℃,相匹配角80°左右。在室温下,正入射时,即非严格相匹配的条件下,晶体有10％左右的倍频转换效率     

GdAl_3(BO_3)_4及其Yb~(3 )激活激光晶体的研究

采用熔盐顶部籽晶法从K_2Mo_3O_(10)-B_2O_3助熔剂中生长出尺寸为20mm的优质GdAl_3(BO_3)_4(简称GAB)和Yb~(3 )激活的激光晶体。确定了GAB晶体的透光波长范围、折射率和倍频系数随波长的变化,结果表明其在整个透光范围内均可实现相位匹配,显示了其作为倍频晶体和自变频晶体的应用前景;测定了Yb~(3 ):GAB晶体在室温下的偏振吸收、荧光光谱和荧光寿命,并进行了光谱计算,测试了晶体的激光性能,在～1.04μm波段实现了～2.2W激光输出,斜率效率达到53%,显示出Yb~(3 ):GAB晶体的潜在应用前景。     

Cr3+:LiNbO3晶体生长和光谱特性的研究

采用提拉法从近化学计量比的熔体中生长出尺寸为φ20mm×60mm的优质LiNbO3Cr(CLN)晶体,其光学均匀度为7.05E-005.进行了吸收和荧光光谱的测定研究.吸收谱测试表明Cr3+离子在晶体中有两个宽且强的吸收带及两个微弱的吸收线,两宽带中心波长分别为481和657nm,对应于4A2→4T1和4A2→4T2两个具有相同的总自旋能级之间的跃迁,在4A2→4T2吸收宽带的长波边缘处有个很小的吸收峰,其波长为727nm,对应于4A2→2E(R线)的跃迁.荧光测试表明当激发波长为660nm时,CLN晶体荧光宽带和一个较弱的荧光线峰并存,宽带范围为800～982nm,峰值波长为870nm,对应于4T2→2E,4A2的联合能级跃迁,荧光线峰波长约为752nm,其强度较弱,相应于2E→4A2(零声子线)能级跃迁.计算了晶场强度和Racah参数,其Dq,B,G大小分别为1522.1、542.5和3218.7cm-1,Dq/B=2.81,晶体属于强场介质.研究表明,CLN晶体具备可调谐激光晶体的基本光谱要求,且有良好的物化性能,可以实现宽频带可调谐激光输出.又具有较大的倍频系数,有望实现410nm附近紫外的自倍频激光输出.     

紫外倍频晶体K2Al2B2O7的生长与性能

研究了溶液配比和降温速率对K2Al2B2O7(KABO)晶体生长的影响,发现NaF与KABO的适宜比例为2:1,晶体生长的合适降温速率为(0.1~5)℃/d,NaF为合适助熔剂.籽晶的取向也影响晶体的质量,[110]方向是KABO晶体生长的最佳生长方向;采用顶部籽晶技术,以NaF为助熔剂可生长出尺寸为50 mm×20 mm×17mm、重30 g的高光学质量KABO透明单晶.晶体对波长2500nm以上的光表现出各向异性吸收,紫外截止边为180nm.用V型棱镜法测出的KABO晶体折射率拟合出了Sellmeier方程,计算了SHG相位匹配范围,一类相位匹配最短倍频波长为225.5 nm.KABO晶体的266 nm SHG相位匹配角为58.1°.长度为3.6 mm的晶体Nd:YAG激光器四倍频输出能量转换效率为12.3％.     

1.3at%Nd:YAG透明陶瓷的制备及激光性能研究

以高纯氧化物商业粉体为原料, 采用固相反应和真空烧结技术, 制备了高质量的1.3at%Nd:YAG透明陶瓷. 研究了室温下Nd:YAG透明陶瓷的显微结构、光谱及激光性能. 实验结果表明, Nd:YAG透明陶瓷主要以穿晶方式断裂; 平均晶粒尺寸为15μm, 且分布均匀; 晶粒中和晶界处没有检测到杂质和气孔存在, 且成分一致, 无偏析现象. 退火后样品在激光波长1064nm处的透过率高达82.4%; 主吸收峰位于808.6nm处, 峰值吸收系数为4.45cm^-1, 激光波长1064nm处的吸收系数为0.11cm^-1; 主荧光发射峰位于1064nm处, 半高宽为0.82nm, 荧光寿命为258μs. 用LD端面泵浦Nd:YAG陶瓷样品(泵浦源最大输出功率为1000mW), 获得了波长为1064nm的连续激光输出, 激光阈值约530mW, 斜率效率为23.2%, 最大泵浦吸收功率为731mW时, 最大输出功率为45mW.     

Mg:Sc:Fe:LiNbO_3晶体缺陷结构和全息存储性能

采用提拉法,从Li/Nb变化(0.94,1.05,1.20,1.38)的熔体中生长出Mg:Sc:Fe:LiNbO_3晶体。Li/Nb=1.05的晶体OH~-振动吸收峰在3504cm~(-1)处出现的主吸收峰,且在3466cm~(-1)、3481m~(-1)处有两附加峰。Li/Nb=1.38的晶体OH~-振动吸收峰在3535 cm~(-1)处出现附加吸收峰。红外光谱结果表示Li/Nb=1.05的晶体是近化学剂量比的,且Sc掺质优先于Mg掺质达到阈值浓度。采用透射光斑畸变法测得Mg:Sc:Fe:LiNbO_3晶体(Li/Nb=1.05)的抗光损伤能力为2.0×10~4W/cm~2,比Fe:LiNbO_3提高了三个数量级。采用波长为632.8nm的He—Ne激光器作为光源,通过二波耦合方法测试晶体全息存储性能。实验结果表明:随着Li/Nb的增加,晶体的写入时间缩短,晶体的衍射效率降低,光折变灵敏度增加,动态范围减少。在一系列晶体中,Mg:Sc:Fe:LiNbO_3晶体(Li/Nb=1.05)更加适合作为全息存储介质。     

Tm:YAP激光晶体的生长及激光性能的研究

采用提拉法生长了高质量的4%(原子分数)Tm∶YAP晶体。X射线粉末衍射分析确定生长的晶体为Tm∶YAP晶体。吸收光谱分析表明Tm∶YAP晶体在688和794nm有较强的吸收峰。采用793nm激光二极管泵浦Tm∶YAP晶体,实现了2.01μm激光输出,最大输出功率5.1W,光转换效率为37%,斜率效率高达43.5%,连续可调范围从1894～2066nm,在2010nm得到最大的输出功率值为1.84W。     

LD泵浦Nd：YVO4晶体LBO临界相位匹配倍频617nm激光器

报道了国产LD泵浦Nd：YVO4晶体,首次用临界相位匹配方式LBO腔内倍频实现了高效率的671nm红激光输出。当注入泵浦功率为800mW时,用II类临界相匹配LBO倍频,红激光基模输出52mW,光－光转换效率达6．5％;用I类临界相位匹配LBO倍频,红激光基模输出97mW,光－光转换效率达12．1％。     

CNT-WO3元件的氨敏性能研究

以碳纳米管（CNT）为掺杂剂制成CNT—WO3旁热式气敏元件．采用混酸氧化法对碳纳米管进行纯化，化学沉淀法制备了纳米WO3微粉，并用TEM、FT—IR、TG—DSC、XRD等方法进行了表征．测试了元件在室温条件下对NH3的气敏性能．结果表明，碳纳米管掺杂元件在室温下对NH3的灵敏度远远高于纯WO3元件，其中0．8wt％的掺杂元件对NH3具有最高的灵敏度．另外，掺杂元件还具有检测浓度低、检测范围宽、选择性好等优点，是一种较为理想的氨敏元件．     

自变频激光晶体Nd3+:GdAl3(BO3)4的研究

采用熔盐法生长出尺寸为30mm的Nd3+:GdAl3(BO3)4优质晶体,进行了吸收光谱和荧光光谱的测定研究,计算得到晶体发射截面为σe1061.9=2.9×10-19cm2和σe1338mm=5.5×10-20cm2.采用染料激光器作为泵浦源,对晶体进行了自变频激光实验研究,在紫外可调谐(378-382nm)、绿光531nm、蓝光(436-443nm)、红光(669nm)和红外可调谐(1305-1365nm)波段实现了激光输出,输出的最大功率分别为:105μJ/脉冲、119.5μJ/脉冲、445μJ/脉冲、19μJ/脉冲和31μJ/脉冲.     

(La2/3Ca1/3)(Mn(3-x)/3)Fex/3)O3体系磁电阻行为的研究

通过系统地测量（La2/3Ca1/3）（Mn（3-x）／3Fex／3）O3（x＝0、0.1、0．2、0．3的体系样品的电阻率-温度关系以及一定温度下磁电阻率与磁场的关系,发现随x的变化其磁电阻率峰和电阻率峰均发生位移,磁电阻率峰值增大,并伴生磁电阻率峰展宽效应．作者认为由于Fe的替代,引起体系中Mn3 ／Mn4 比率及磁矩的变化,加之外场对磁有序结构的调制作用,从而影响了Mn3 －O－Mn4 的双交换作用,最终导致磁电阻行为发生变化．     

Ti/SnO2+Sb2O3+MnO2/PbO2阳极的性能研究

制备了一种非贵金属阳极－Ｔi/SnO2 Sb2O3 MnO2/PbO2,并用ＸＲＤ、ＳＥＭ进行了表征,计算出了电极的分形维数,测定了该电极在硫酸中的使用寿命和动力学参数,把该电极用于处理含酚废水和Ｐb电极进行对,结果表明,节电３３％,转化率达９５％,是一种优良的电化学催化剂。     

GdAl3(BO3)4:Eu3+荧光粉的光致发光特性

用硝酸盐热分解法合成了单相粉末样品Gd1-xEuzAl3(BO3)4(0≤x≤1),研究了Eu^3 在GdAl3(BO3)4中的紫外和真空紫外光谱性质．GdAl3(BO3)4：Eu^3 中稀土离子占据非中心对称的格位，Eu^3 在其中的特征发射以^5D0→^7F2电偶极跃迁为主,在147nm激发下GdAl3(BO3)4：Eu^3 呈色坐标为(0．645，0．330)的强红光发射，说明是非常有前途的PDP用红色发光材料,在GdAl3(BO3)4：Eu^3 的真空紫外光谱中观察到两个峰，158nm的激发带归属于B03基团的吸收，258nm处的激发带为Eu^3 →O^2-的电荷转移跃迁带．在147nm激发下，GdAl3(BO3)4：Eu^3 的红光发射强度随着Eu^3 浓度的增加而减弱，而在258nm激发下随Eu^3 浓度的增大Eu^3 的红光发射增强，说明它们发光的机理不同。     

Mn掺杂(K 0.5 Na 0.5 ) 0.96 Sr 0.02 NbO3无铅压电陶瓷的研究

采用常压烧结方法制备了Mn掺杂的（K0.5Na0.5）0.96Sr0.02Nb1-xMnxO3无铅压电陶瓷.研究了Mn含量对该体系材料的相组成、微观结构、介电、压电和热稳定性能的影响.XRD表明随着Mn含量的增加,体系由正交相过渡到赝四方相;而且,富Na的第二相消失,得到纯净的钙钛矿相结构.在Mn含量为x=0.03和0.04时,观察到了两个温度（200和390℃）处的介电反常,这和晶格畸变引起的复晶胞结构有关.Mn含量为x=0.02时,得到综合性能优良的压电超声换能器用材料：介电常数ε^T33/ε0=479,压电常数d33=121pC/N,机电耦合系数Kp=41%,机械品质因子Qm=298,介电损耗tanδ=1.6%,居里温度Tc=391℃,谐振频率αfr和机电耦合系数Kp随温度的变化率αfr（80℃）和αKp（80℃）分别为-1.85%和1.19%.     

偏钛酸作前驱体水热合成TiO2微粉

考察了偏钛酸作前驳体水热合成ＴｉＯ２微粉过程中偏钛酸、正钛酸及水溶液中阴、阳离子，如ＰＯ４＾３－、Ａｃ＾－、Ｚｎ＾２＋、ＮＨ４等与ＴｉＯ２物相的关系，并探讨了阴、阳离子对ＴｉＯ２颗粒形貌的影响，结果表明，ＴｉＯ２物相与前驱体偏钛酸的微结构有关，ＨＮ４、Ｚｎ＾２＋正钛酸及小的、低价阴离子能促进金红石物相的形成，而大的、高价阴离子则利于锐钛矿物相的形成，且影响ＴｉＯ２颗粒的生长。     

NbO3-LiNbO3无铅压电陶瓷的烧结特性和压电性能研究

采用传统陶瓷烧结工艺制备了（1-x）（K0．5Na0．5）NbO3-xLiNbO3无铅压电陶瓷，研究了陶瓷的结构、烧结特性及电性能特征．制备的（K0．5Na0．5）NbO3-LiNbO3陶瓷为单一的钙钦矿结构，室温下其相结构随LiNbO3含量增加逐渐由正交相向四方相转变，显微结构也由于LiNbO3含量的不同而表现出很大差异．与（K0．5Na0．5）NbO3陶瓷相比，（K0．5Na0．5）NbO3-LiNbO3陶瓷的烧结温度降低，烧结特性得到改善．（K0．5Na0．5）NbO3-LiNbO3陶瓷表现出优越的压电性能，其中0．94（K0．5Na0．5）NbO3—0．06LiNbO3（x=0．06）陶瓷的压电常数d33达到205pC／N，机电耦合系数kp为40．3％，kt达到49．8％．     

Ca2YO(BO3)3晶体的热物理性质研究

测量了新型非线性激光晶体Ca2YO(BO3)3（YCOB）的比热及其沿a,b,c三个方向的热膨胀系数，热扩散系数，导热系数，声子平均自由程和等效声速等热物理性质；讨论了属于单斜晶系的YCOB晶体的热物性的各向异性行为；实验结果表明YCOB晶体具有较大的比热和导热系数，其热膨胀系数各向异性相对较小，具有良好的热物理和力学性能。     

BaTiO3颗粒对分散剂PMAA-NH4的吸附机制研究

通过ζ电位测量及PTIR分析，研究了BaTiO3颗粒对阴离子型分散剂PMAA－NH4的吸附机制。结果表明，加入PMAA－NH4后，由于BaTiO3颗粒表面上存在Ba-OH2^ 的正电荷中心，从而吸附了分散剂的阴离子，使BaTiO3表面带电特性改变，等电点由pH＝5.1移至pH=3.5，当pH=10，PMAA－NH4的加入量为0．8wt％时，BaTiO3颗粒表面吸附达到饱和，可以得到稳定性好的BaTiO3悬浮体。