泡生法生长蓝宝石单晶的热场改进与模拟优化

在泡生法蓝宝石单晶生长中,单晶炉内的热场对晶体质量至关重要。本文首先对单晶炉的顶部热屏、环形加热器和炉底保温进行了改进,然后结合计算机数值模拟,对热场改进前、后晶体的轴向和径向温度梯度、晶体表面温度分布、加热器功率等进行分析对比。结果表明:改进后的倾斜热屏增强了单晶炉内的辐射传热,对已生长出的晶体起到了后热作用,降低了晶体内的热应力;对加热器和底部钼保温层的改进,减小了加热器与坩埚间的热阻,增强了炉内的保温作用,使加热功率降低了约8%。

超声波-溶胶-凝胶自蔓延法制备纳米氧化铝粉体

超声空化作用已经被证明是制备纳米粉体有效技术,可以防止团聚体生成。本文以柠檬酸为络合剂,在超声波中制得溶胶,用凝胶自蔓延法合成出了纳米Al2O3粉体。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析,探讨了不同比例金属离子与柠檬酸对纳米粉体的形成和粉末晶粒尺寸大小的影响。研究结果表明,超声空化可以减少团聚,金属离子与柠檬酸比例为0.6∶1干凝胶在600℃燃烧,保温60 min,可以得到团聚少、颗粒尺寸为20～30 nm的纳米Al2O3粉体。

LaFeO_3单晶生长及其性能研究

以La2O3和Fe2O3粉体为原料,在1400℃,烧结24 h制备出了LaFeO3多晶料棒,采用浮区法生长出LaFeO3单晶。晶体沿(100)晶向生长,晶体的(100)晶面单晶摇摆曲线的半高宽为26″,证实其单晶化程度很高;在298～773 K温度范围内测试了晶体热学性能,晶体比热变化范围为0.58～0.76 J/g.K,热扩散系数变化范围为3.47～0.85 mm2/s,热导率变化范围为13.10～4.21 W/(m.K);研究退火工艺对晶体近红外透过率的影响,在700℃,48h退火可以明显提高透过率达到65%。

泡生法生长蓝宝石晶体中固液界面形状的数值模拟研究

在泡生法蓝宝石单晶生长中,固液界面形状对晶体生长质量影响极大。本文针对泡生法蓝宝石晶体生长进行数值模拟,研究了晶体半透明性、放肩角、底部钼屏保温层厚度、加热器侧部和底部功率分配比等对固液界面形状的影响。模拟结果发现:不考虑蓝宝石晶体的半透明性,则固液界面凹向熔体生长,反之则固液界面凸向熔体生长;放肩角增大、底部钼屏保温层增厚,都造成固液界面凸度减小;加热器侧部与底部的功率比增大,则固液界面凸度增大。实际的固液界面形状取决于多种参数的综合作用。

泡生法生长掺碳钛宝石激光晶体的研究

钛宝石激光晶体在现代高功率激光领域具有重要的应用价值,但大尺寸、高品质的晶体生长仍是当前钛宝石应用面临的重大难题.本文研究了泡生法技术生长大尺寸掺碳钛宝石激光晶体,结果显示,泡生法生长得到的直径180 mm、30 kg的钛宝石没有出现应力集中的开裂等宏观缺陷现象,钛离子在晶体中分布均匀接近理论值,晶体的FOM值达到200.该研究对低红外残余吸收,高品质因素、大尺寸钛宝石激光晶体的生长应用具有重要的现实意义.

Nd／Y共掺CaF2单晶的光谱与激光性能

采用温梯法生长了两种不同掺杂浓度的Nd，Y：CaF。晶体（0．6％Nd，5％Y：CaF2，0．8％Nd，5oAY：CaF2其浓度均由原子数分数表示），并测试了两种晶体样品的吸收光谱、发射光谱和荧光寿命。实验发现共掺Y3＋可有效抑制浓度猝灭效应，改善晶体的光谱性能。共掺Y3＋后Nd，Y：CaF2在1．06μm处的发射带宽达到26nm，其带宽与钕玻璃相当。光谱测试表明两种晶体的最强发射峰均位于1054nm，其中0．6％Nd，5％Y：CaF。的荧光寿命为333μs，发射截面为3．6×10-20cm2，荧光量子效率为76．7％。采用0．6％Nd，5％Y：CaF2晶体在1．56W的抽运功率下获得了413．3mw的连续激光输出，斜率效率达到28．15％。