新型压电晶体Li2B4O7的性能、生长和应用

本文详细介绍了我们在Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７晶体坩埚下降法生长方面的研究进展，报道φ３、φ４无芯区、无孪晶、无云层、无开裂和无散射的Ｌｉ２Ｏ４Ｏ７晶体的生长条件与缺陷消除，包括高纯原料的制备与成型、缓慢的生长速率、微凸和平的固液界面形状和适当的自退火工序，同时还简要介绍了该晶体的基本性能，综述了近年来的研究进展以及该晶体在ＳＡＷ器件方面的应用。     

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.     

新型非线性光学晶体Ca4RO(BO3)3的研究进展

作为新型非线性光学材料,钙－稀土硼酸盐晶体Ｃａ４ＲＯ（ＢＯ３）３（Ｒ－Ｌａ＾３＋、Ｎｄ＾３＋、Ｓｍ＾３＋、Ｇｄ＾３＋、Ｙ＾３＋、Ｅｒ＾３＋、Ｔｂ＾３＋、Ｌｕ＾３＋）近来引起了广泛的重视,该系列晶体属非中心对称的单斜晶系,空间群Ｃｍ。本文综术字上述晶体的结构和生长研究的进展,总结了晶体的线性光学／非线性光学性能以及要晶体的激光自倍频性能,指出这些晶体在非线性光学领域潜在的应用前景。     

Ca4RO(BO3)3(R=Gd,Y)晶体空间方向的确定

介绍了高质量Ca4GdO(BO3)3(GdCOB)、Ca4YO(BO3)3(YCOB)晶体的生长,报道了两种晶体空间方向的确定方法,对于该类低对称非线性光学晶体的实用化具有推动意义。     

新型闪烁晶体Ln2SiO5的研究进展

作为新型无机闪烁晶体材料，稀土硅酸盐系列晶体Ln2SiO5(Ln-Gd^3 ,Y^3 ,Lu^3 )近年来受到广泛关注。本文综述了Ln2SiO5系列晶体的结构，Ce^3 荧光机制及晶体生长研究的进展，总结了它们的闪烁性能，应用和有待深入研究的问题。     

大尺寸 Ce:Lu1.6Y0.4SiO5闪烁晶体的生长和光谱特性

采用中频感应提拉法生长出尺寸为φ60mm×110mm的CeLu1.6Yo.4SiO5(LYSO)晶体,与LSO晶体相比,LYSO晶体的优势是提高了晶体质量、降低了熔点和原料成本等.在室温下测试了LYSO晶体的透过光谱、激发光谱和发射光谱,结果表明Y的加入使LSO晶体的吸收边向短波方向偏移.Ce3+的4f1→5d1跃迁吸收导致紫外区产生三个吸收带.发射光谱具有Ce3+典型的双峰特征,经Gaussian多峰值拟合,双峰395nm和418nm归属于Ce1发光中心,而435nm的发光峰与Ce2发光中心有关.     

GdI3:Ce晶体的生长及其闪烁性能研究

通过坩埚下降法生长GdI₃:2%Ce及无掺杂GdI₃闪烁晶体, 得到ϕ15 mm×20 mm的晶体毛坯, 从中加工出尺寸分别为12 mm×10 mm×2.5 mm和11 mm×8 mm×2.5 mm的无包裹体、无开裂的晶体样品, 封装后检测该晶体光学性能。XRD分析结果表明: 掺杂晶体GdI₃:2%Ce与无掺杂GdI₃晶体结构相同。X射线激发发射(XEL)和紫外激发发射谱(PL)测试结果显示: GdI₃:2%Ce晶体在450~700 nm有宽带发光峰, 发光峰位分别位于520 nm和550 nm, 对应于Ce³⁺的5d-4f跃迁发光。以550 nm为监控波长, 测得在紫外激发下存在三个激发峰, 分别位于262、335和440 nm。GdI₃:2%Ce晶体在¹³⁷Cs源伽马射线(662 keV) 激发下能量分辨率为3.4%, 通过高斯拟合得到的衰减时间为58±3 ns。研究表明, GdI₃:2%Ce晶体是一种良好的伽马和中子探测材料, 具有广泛的应用前景。     

不同掺杂对Ba3Y(BO3)3晶体的生长和相变的影响

结合X射线粉末衍射和差示扫描量热法,系统研究了不同格位上的掺杂对Ba₃Y(BO₃)₃晶体的生长和相变的影响. 研究发现,相同掺杂浓度10at%时,掺Nd³⁺的α-Ba₃Y(BO₃)₃晶体的相变温度（1099.6℃）比掺Yb³⁺的晶体的相变温度（1145.3℃）低;且随着掺Nd³⁺浓度的降低,晶体的相变温度升高,晶体在降温过程中更容易发生相变. 在晶体中掺入Sr²⁺离子,可以有效提高Yb³⁺∶α-Ba₃Y(BO₃)₃晶体的稳定性. 随着Sr²⁺掺入浓度的增加,晶体的熔点升高,相变温度降低. 当Sr²⁺掺杂浓度为16at%时,晶体的相变峰消失;当Sr²⁺掺杂浓度分别为5at%、10at%时,晶体仍然发生相变.     

退火处理对PbWO4晶体闪烁性能的影响

本文报道了用改进的坩埚下降技术生长ＰｂＷＯ４晶体经退火处理后,对Ｘ射线激发发射谱,透过谱以及抗辐照损伤能力的影响,指出ＰｂＷＯ４晶体在适合的富氧气氛环境和温度制度下经退火处理后,闪烁性能及抗辐照能力明显得到改善。     

(Y,Gd)2O3:Eu(YGO:Eu)纳米粉体合成及透明陶瓷制备

研究以碳酸氢铵作为沉淀剂制备Y1．34Gd0.6Eu0.06O3（YGO：Eu）纳米粉体的工艺，并采用真空烧结制备了YGO：Eu透明陶瓷．实验结果表明：以硝酸盐为母盐，以碳酸氢铵为沉淀剂，在本研究试验条件下获得的YGO先驱物为晶态的水合稀土碳酸钇钆正盐．先驱物在600℃煅烧后可以得到立方晶型的YGO粉体．煅烧温度对粉体的颗粒尺寸及尺寸分布有影响，1100℃煅烧所获得的粉体由粒径-100nm的球形颗粒组成，颗粒尺寸分布均匀，粉体具有较好的烧结性能．采用所制备的YGO：Eu纳米粉体，在1670℃真空烧结2h可获得透光性良好的透明陶瓷，样品在可见光区的最高透过率可达74．6％，高于相同工艺条件下制备的氧化钇透明陶瓷．     

掺铈硅酸镥(Lu2SiO5:Ce)晶体的生长与闪烁性能

用Czochralsky方法和铱坩埚感应加热技术生长出了尺寸为φ35mm×40mm的掺铈硅酸镥(LSO:Ce)闪烁晶体.透射光谱表明,由于铈离子的掺入,使晶体的吸收边由纯LSO晶体的195nm红移至380nm.LSO:Ce晶体的紫外激发波长按强度递减的顺序依次为380、333、319和216nm,其光发射为带状谱,波长覆盖范围从390nm至560nm.X射线激发的发射谱具有典型的双峰特征,峰值波长为393nm和.426nm.这些特征与Ce3+离子基态能级4f1因自旋-轨道耦合而产生的两个分裂能级和Ce+离子在LSO晶体中占据两个不同的结晶学格位有关.     

四英寸四硼酸锂压电晶体的生长研究

以直径3英寸Li2B4O7晶体为籽晶，采用改进型坩埚下降法在Pt坩埚中生长了直径105mm、长度120mm、无宏观缺陷的高质量Li2B4O7晶体。生长速率＜0.3mm/h，固液界面附近的温度梯度约为30℃／cm。探讨了开裂、孪晶、包裹体等缺陷的形成和消除办法，测试了该晶体的性能。介电常数ε11＝9．33，压电系数d33＝0．94C/m^2，机电偶合系数k33＝0．42，高机电偶合系数和低介电常数表明该晶体在高频声表面波器件应用方面具有很大的潜力。     

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。     

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。     

新型激光自倍频Yb:YAB晶体的性质研究

采用助熔剂法生长了不同配比的激光自倍频晶体Yb:YAl3(BO3)4(Yb:YAB).测量了晶体的室温吸收谱和荧光光谱,室温下仅存在一个吸收带,主吸收峰在976nm处,能与InGaAsLD有效耦合.在1.03μm处存在一个强荧光峰.测定了晶体的热膨胀系数,在平行与c轴方向的热膨胀系数较大,α2=9.4×10-6/K,约为a轴方向的3.5倍.在10％的Yb:YAB晶体中,以入射功率为11W,波长为977nm的光纤耦合二极管激光器泵浦得到4.3W的基频光波输出,斜效率为48％;在同样实验条件下得到了1.1w的自倍频绿光输出,总转换效率为10％.