熔盐提拉法生长β-BaB_2O_4晶体

采用熔盐提拉法从 Na_2O 等助熔剂中生长出高光学质量的非线性光学材料β-BaB_2O_2晶体。最大的透明晶体尺寸达φ46×18mm。晶体生长适宜的拉速和转速分别为0.5—1.0mm/day 和4—8r/min。研究了籽晶的方向对生长速度和质量的影响,讨论了 BBO 晶体生长过程中的固液界面形状问题。最后报导了晶体中一些缺陷。

水热法生长KBBF单晶

氟代硼鈹酸钾KBe2BO3F2(KBBF)晶体是至今发现的可相位匹配的倍频波长最短的晶体。但是,由于该晶体具有很大的面间距,层状生长习性十分明显,因此,至今采用熔盐法生长的晶体厚度较薄,无法按照相位匹配方向切割成倍频器件。我们尝试了采用水热法生长KBBF晶体并获得了成功。我们采用水热法已成功地生长出了厚度达10mm以上的透明单晶体。本文概述了水热法生长KBBF晶体的实验方法和生长条件(如矿化剂种类,温度,压力,温度梯度,充满度,开孔率等)对晶体生长的影响。最后,用负离子配位多面体生长基元理论模型讨论了晶体的生长机制与形状。

高温晶体生长过程的实时分子光谱测量

生长基元在晶体生长过程中是一个十分重要的问题，由于这个问题涉及到母液相结构而变得比较复杂。至今人们对母液相的结构仍缺乏认识并且也缺少有力的实验手段。因此，大大地影响了对晶体生长过程的透彻了解。为了了解晶体生长过程中液固相转变时结构变化的行为，我们根据硼酸盐中Ｂ－Ｏ键的振动在红外有明显的吸收峰这一特征，采用红外光谱和红外激光拉曼光谱来进行研究。本文主要报导我们自行设计和建立的一套高温晶体生长实时分子振动光谱测量方法与装置，以及应用这套装置对ＢＢＯ和ＬＢＯ晶体生长过程进行的初步研究。这套实时测量系统是建立在已有的进口激光拉曼光谱仪和付里叶变换红外光谱显微镜联用光谱仪的基础上，设计与安装了一套透射式实时光谱探测系统，主要包括探测头和微机控制的高温炉。具体过程是用一套光纤耦合器将泵浦光从光谱仪中耦合进光纤，然后经一光纤耦合聚焦系统将泵浦光经高温炉的窗口聚焦在样品上，样品辐射出的信号光从窗口经反射镜进入由球面反射镜构成的高精度成像系统，将样品的像成像于光栏上。这样只有与光栏小孔共焦的样品区域内所发出的红外辐射才能通过，再经光纤耦合器、光纤、光纤耦合器送入光谱仪进行光谱测量。我们设计的样品架是由一个铂丝环做成的。首先将?

YVO_4晶体中缺陷的观察

应用光学显微镜 ,X射线衍射 ,激光层析和分子光谱等方法观察和分析了用中频感应提拉法生长的YVO4和Nd :YVO4晶体中缺陷。观察表明 ,晶体中的主要缺陷有如下几种 :( 1 )开裂 ,主要包括无规则开裂 ,解理和微裂纹等。( 2 )包裹体 ,主要包括无规则形状的无序和有序排列的包裹体 ,气泡以及铱小片等。( 3)小角度晶界。( 4)色心等。无规则开裂通常是由机械杂质或自发形成的杂晶进入生长晶体而造成的。晶体容易沿垂直于a轴方向解理 ,这与晶体的结构和各向异性的热膨胀性质有关。而晶体中的微开裂都处在微小包裹体的周围 ,其开裂的方向与解理方向相同 ,这种开裂显然是由包裹体造成的应力所引起的。YVO4晶体中的包裹体是影响最大的一种缺陷 ,大多数包裹体用肉眼就可以观察到 ,它们通常集中在大尺寸晶体的中心部位 ,造成严重的光散射 ,这可能与晶体的导热性能较差有关。YVO4晶体中包裹体的形成有二个不同的途径 ,一个是由外界进入晶体的如母液包臧、气泡、杂质等。另一个是由于固溶于YVO4中的极小量的YVO3 ,在晶体快速冷却时造成析晶所致。影响晶体实际应用的另一个缺陷是小角度晶界。它主要是由籽晶的不完美和生长初期的控制不当造成的。众所周知 ,该晶体中的色心是由氧缺陷引起的。我们通过液相法合成原料 ,特种?

高温液体实时分子光谱测量装置

主要报导自行与制作的高温实时分子光谱测量装置。它主要在红外光谱仪和激光拉曼光谱仪的基础上加设了一套实时高温红外光学泵浦采集系统和样品高温加热炉。该装置可用于研究高温晶体生长过程中母液相的结构以及固 -液相转变过程中结构的变化。

YVO_4晶体中散射颗粒成因的探讨

钒酸钇（ＹＶＯ４）是近几年来为人们所感兴趣的晶体材料之一。掺钕的钒酸钇（Ｎｄ：ＹＶＯ４）晶体是半导体激光泵浦的中小型固体激光器的理想的工作物质，而不掺杂的ＹＶＯ４晶体，由于它具有大的双折射性能，可用来制作光偏振元器件。ＹＶＯ４晶体虽然是一种一致熔融的化合物，它能直接从熔体中生长晶体，但由于ＹＶＯ４的熔点高达１８１０℃，必须采用铱（Ｉｒ）金坩埚来生长晶体。为了防止Ｉｒ的氧化，晶体生长必须在还原性的气氛中进行。不幸的是在还原性气氛中Ｖ５＋会被还原成比较低的氧化态Ｖ３＋等的化合物。这样造成严重的氧缺陷而影响晶体的质量。我们采用中频感应加热引上法生长了ＹＶＯ４和Ｎｄ：ＹＶＯ４晶体。实验发现，当生长结束晶体拉离液面开始退火后，如果遇到停电事故，将会产生以下情况，一种情况是当停电发生在１８００～１２００℃的高温度时，晶体将带深浅程度不同的黑色并且晶体有严重的光散射现象。这种带黑色的晶体在大气中１２００℃高温下退火４８～７２ｈ后，其黑色虽然可以退掉，但光散射却不能消除。另一种情况是当停电发生在１２００℃以下时，晶体颜色正常并且没有产生光散射现象。用光学显微镜观察发现有光散射的晶体中存在着许多细小的包裹物。这样的包裹物在有?

紫外非线性光学材料硼酸盐晶体生长的研究进展

主要论述了近十多年来由我所发现和发展起来的几种重要的紫外非线性光学材料如ＢＢＯ、ＬＢＯ和ＫＢＢＦ等的晶体生长方面的研究工作进展。其中包括：晶体生长方法的选择和晶体生长技术与发展；助溶剂的选择；溶液结构及其他生长条件对晶体生长的影响；ＢＢＯ晶体亚稳相生长和从纯熔体中直接提拉生长β相ＢＢＯ晶体；晶体的生长习性、缺陷以及晶体生长的其他一些重要问题。

一种提高熔盐法晶体生长速率的新工艺

一种提高熔盐法晶体生长速率的新工艺唐鼎元王元康姚子健（中国科学院福建物质结构研究所，福州３５０００２）ＡＮｅｗＴｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒＩｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅＲａｔｅｏｆＣｒｙｓｔａｌＧｒｏｗｔｈｆｒｏｍＦｌｕｘＴａｎｇＤｉｎｇｙｕａｎＷａｎｇＹｕａ...

BBO和LBO晶体的热膨胀及其对开裂的影响

报道了低温相偏硼酸钡(BBO)和三硼酸锂(LBO)晶体的热膨胀系数的测量结果,以及热膨胀在晶体生长过程中对晶体开裂所造成的影响。作者认为,这二种晶体的热膨胀性质的显著的各向异性差异是导致生长过程中晶体开裂的一个重要因素。并讨论了克服这种开裂的途径。

激光加热基座法生长β-BaB_2O_4单晶纤维

应用激光加热基座法(LHPG)生长了β-BaB_2O_4(BBO)单晶纤维。为了避免直接从熔体中生长带来的α-β固相转变,低温相单晶纤维必须从溶液中生长。我们的研究表明 Na_2O 和 B_2O_3是最好的熔剂。本文还研究了溶液的组成和籽晶的方向对纤维生长速度和质量的影响。观察了一些纤维中的包裹体,并讨论了它们的形成与生长界面处过冷之间的关系。

三硼酸锂晶体的生长形态

用自由生长系统研究了三硼酸锂ＬｉＢ_３Ｏ_５（ＬＢＯ）晶体的实际生长形态。实验表明，它的各晶面簇的重要性的顺序为：｛１１０｝＞｛０１１｝＞｛２０１｝＞｛１１１｝。讨论了ＬＢＯ晶体的生长习性与内部结构之间的关系并应用负离子配位多面体理论模型解释了ＬＢＯ晶体的生长形态。

感应加热提拉法生长Bi_(12)TiO_(20)晶体

Bi 12 TiO 20 (BTO)crystals have same structure as that of the Bi 12 SiO 20 (BSO)which is one of the most popular photorefractive materials.And both of them belong to cubic non centrosymmetric nonferroelectric materials.The cubic nonferroelectric oxides exhibit a number of advantages such as higher sensitivity and faster respond for applications in photorefractive.Compared to BSO,BTO have the largest electro optical coefficient and lower optical activity,especially it exhibits much high photosensitivity in the red light region that permits to use a cheap He Ne laser.It is,therefore,of high potential for applications in optical devices.

Nd^(3+):KGd(WO_4)_2激光晶体的研究

合成了一系列不同Nd3+ 浓度掺杂的Nd3+ :KGd(WO4 ) 2 粉末样品 ,进行了荧光光谱测试 ,初步确定了Nd3+ 的最佳掺杂浓度 ;测定了Nd3+ :KGd(WO4 ) 2 K2 WO4 生长体系的生长温度曲线 ,生长出尺寸达 50mm的Nd3+ :KGd(WO4 ) 2 优质激光晶体 ,切割出尺寸为 5mm× 5mm× 6mm的优质激光器件 ,采用钛宝石模拟LD泵浦 ,在 1.0 6 μm处得到 2 6 0mW的激光输出 ,斜率效率达到 6 6 % ;在 1.0 3μm处得到 135mW激光输出 ,斜率效率达到 34.3%。

三硼酸锂（LBO）晶体生长基元与形貌

本文采用称重法研究了ＬＢＯ（ＬｉＢ３Ｏ５）晶体中（１００）、（０１０）、（００１）和（０１１）方向的生长速率与溶液过饱和度之间的关系，发现在相同过饱和度的条件下，同一晶体的不同界面上出现了粗糙化相变和二维成核的不同生长机制，这种现象用负离子配位体生长基元的观点得到了圆满的解释。通过对溶液结构的测定，证实了溶液中存在着Ｂ－Ｏ３三角形和Ｂ－Ｏ４四面体结构。它与晶体中的配位结构相同，这两种配位体结合而形成的（Ｂ３Ｏ７）５－与晶体中的络阴离子环相当。环状络阴离子有两个非对称分布的悬键，具有偶极子的特征，正、负相连构成链状结构，与环链垂直的晶面显粗糙化相变的特征，与环链平行的晶面显二维成核的特征。

极性晶体结晶习性的形成机理

将负离子配位多面体生长基元模型应用于对极性晶体结晶习性的研究。从结晶化学角度探讨了晶体中负离子配位多面体的结晶方位与晶体各族晶面显露规律，提出负离子配位多面体在晶体各族晶面上联结的稳定性决定了晶面的生长速率。在不同的生长温度和溶液碱浓度下，负离子配住多面体相互联结构成不同维度的生长基元，而不同维度的生长基元往晶体各族晶面上叠合的速率比例是在变化的，这是导致晶体结晶形态多变性的主要原因。同时提出：如果把PBC模型中的化学键链设定为配位多面体相联结的键链，使得极性晶体结晶习性中难以解释的问题就会迎刃而解，从而使PBC理论模型的应用会得到更进一步的拓宽。

晶体生长基元与晶体结晶习性

本文从结晶化学角度出发，结合晶体生长实际研究了ＡＯ_２、Ａ_２Ｏ_３和ＡＢＯ_３型晶体中ＡＯ_６八面体的结晶方位和晶体结晶形貌之间的关系，通过ＢＢＯ、ＬＢＯ高温溶液结构的测定和对水热条件下ＳｉＯ_２和ＢＴＯ溶液结构的分析，运用负离子配位多面体生长基元的理论模型解释了晶体的生长形态。

晶体生长过程的分子动力学模拟研究

本文采用晶液两层构型方法，分子动力学模拟研究了ＲｂＣｌ和βＢａＢ２Ｏ４（ＢＢＯ）两种晶体的生长过程。模拟ＲｂＣｌ的晶体生长，可以清晰地观察到结晶时固液界面的运动过程，表明对于简单离子晶体，ＦｕｍｉＴｏｓｉ势和由宏观压缩模量得到的势参数很好的反映了离子间相互作用。ＢＢＯ的晶体生长模拟使用与ＲｂＣｌ模拟相同的方法，随着经验性的简单约束条件的增加，熔体中（Ｂ３Ｏ６）环增多。当使用（Ｂ３Ｏ６）环束缚约束时，实现了ＢＢＯ晶体模拟生长。模拟结果表明。

热液条件下SiO_2和SnO_2生长形态的形成机制

本文研究了热液条件下，水晶和锡石的结晶形态和生长机制的关系，提出了水晶和锡石的生长基元为配位负离子多面体结构。在生长条件和溶液过饱和度不同时，生长基元的维度也不同，而不同维度的生长基元往晶体各族晶面上叠合的速率也有差异。由于各族晶面生长速率的变化，导致晶体结晶形态上的多变性。本文结合实验讨论了水晶和锡石的结晶习性和形成机理。

KGW晶体1.067μm激光特性研究

本文报道了我所生长的掺钕钨酸钾钆（ＫＧＷ）晶体的脉冲激光特性．当用氙闪光灯泵浦时，尺寸为φ３．４ ｍｍ×２４ ｍｍ的ＫＧＷ激光棒，最大激光输出为每个脉冲３５８．４ ｍＪ，总效率为 １．７％，斜率效率为 ３．３％，波长为１．０６７μｍ．实验证明，ＫＧＷ是一种很有前途的小型激光器工作物质．

低温相偏硼酸钡单晶的不完整性

对熔剂法生长的低温相偏硼酸钡(BBO)单晶的不完整性进行了X射线衍射形貌术观测和研究。主要的结构缺陷有钉扎较严重的位错、位错环、包裹物、丝状物、电峙和晶界等,并且简单地讨论了它们的可能成因。