在Sr^(2+)：α-BBO单晶衬底上生长β-BBO薄膜的研究

采用液相外延法、脉冲激光沉积法以及气相传输平衡法在Sr^(2+)∶α-BBO(001)衬底上生长了质量优异的β-BBO薄膜,对薄膜进行了X射线衍射测试以及双晶摇摆曲线分析,结果表明,采用Sr^(2+)∶α-BBO单晶作为衬底制备的β-BBO薄膜具有高的择优取向度和低的半峰宽值．同目前制备β-BBO薄膜所采用的其他衬底材料相比,Sr^(2+)∶α-BBO和β-BBO之间具有结构相似、透光范围匹配以及化学稳定性匹配的优点,表明Sr^(2+)∶α-BBO单晶将是生长β-BBO薄膜的优异衬底材料．

脉冲激光沉积法制备β-BBO薄膜

采用脉冲激光沉积法、选取β-BBO陶瓷作为靶材在掺Sr2+的α-BBO(001)衬底上进行了生长β-BBO薄膜的实验,生长出表面光滑、无色透明的薄膜。采用X射线粉末衍射(XRD)、高分辨X射线衍射仪(XRC)对薄膜进行了分析测试,结果表明,所制备的β-BBO薄膜择优取向为(00l)面,薄膜的双晶摇摆曲线半峰宽值FWHM为1000″左右,显示出β-BBO薄膜较好的结晶质量,其紫外吸收边同β-BBO单晶一样也为190nm,但薄膜的透过率略有下降。采用调Q脉冲Nd∶YAG激光器观察了β-BBO薄膜的倍频效应。

气相传输平衡法在Sr^(2+)：α-BBO衬底上制备β-BBO薄膜的研究

采用气相传输平衡技术在掺Sr^(2+)的α-BBO(001)衬底上制备了β-BBO薄膜,研究了粉料配比、VTE处理温度以及恒温时间对薄膜质量的影响。结果表明,在适当的粉料配比、VTE处理温度以及恒温时间下,在Sr^(2+)α-BBO晶片表层制备呈c轴高度择优取向的、没有第二相物质的β-BBO薄膜,其双晶摇摆曲线半峰宽值FWHM为1000″,显示出β-BBO薄膜较好的结晶质量。并对气相传输平衡技术制备β-BBO薄膜的机理进行了初步的探讨。

影响生长大尺寸和高质量β-BBO晶体的因素

本文讨论顶部籽晶法各种生长条件对大尺寸、高质量β BaB2O4晶体的影响,诸如助熔剂、温度梯度、晶体转速、降温速率、籽晶方向等晶体生长工艺参数。采用NaF作为助熔剂、〔001〕向的定向籽晶、接近液面温度梯度为3～8℃/cm、5～20r/min的转速、0.05～0.1℃/h降温速率的生长工艺,使用直径为100mm的铂坩埚,成功地生长出100mm×40mm、光学均匀性为4.326×10 6的大尺寸高质量的β BBO晶体。

β-BBO薄膜的液相外延生长

采用液相外延法在掺Sr2+的α-BBO(001)衬底上进行了生长β-BBO薄膜的实验,生长出表面光滑、无色透明的薄膜。应用X射线粉末衍射(XRD)、分光光谱仪和原子力显微镜(AFM)对外延膜进行了分析测试。结果表明,所制备的β-BBO薄膜择优取向为(001)面,在1μm×1μm的面积内,外延膜的表面粗糙度为2.279nm,其紫外吸收边同β-BBO单晶一样也为190nm,但外延膜的透过率略有下降。采用调Q脉冲Nd:YAG激光器观察了β-BBO外延膜的倍频效应。

液相外延法制备β-BBO薄膜

采用液相外延法在掺Sr^(2+)的α-BBO(001)村底上制备了β-BBO薄膜,研究了制备条件对薄膜质量的影响.结果表明:当生长温度为810℃时,转速为300r/min生长的外延膜具有较高的结晶质量,且随着生长时间的延长,外延膜的结晶质量有所提高.β-BBO薄膜呈c轴高度择优取向,薄膜的双晶摇摆曲线半峰宽值FWHM仅为676.6″,表明β-BBO薄膜较好的结晶质量;在不具备相位匹配的条件下,β-BBO外延膜也能够实现二次谐波输出.

高低温偏硼酸钡晶体的相变和生长

本文探讨了BBO晶体α相和 β相之间的相变问题 ,同时简要地介绍了国内外α BBO晶体和 β BBO晶体的生长方法 ,并展望了α BBO晶体和 β BBO晶体研究的发展趋势—α β相变的深入研究 ;α BBO和 β BBO亚稳态生长条件的研究 ;生长工艺的优化以及新的生长工艺的发展 ;β BBO薄膜的研究。

β－BBO晶体压电应变系数的测量

用干涉法和准静态ｄ_（３３）测量仪相结合测量了β－ＢａＢ_２Ｏ_４（β－ＢＢＯ）晶体的全部压电应变系数，结果为：ｄ_（３３）＝１．０×１０^（１２）Ｃ／Ｎ，ｄ_（３１）＝－０．８３×１０^（１２）Ｃ／Ｎ，ｄ_（２２）＝２．２×１０^（１２）Ｃ／Ｎ，ｄ_（１５）＝２１．２×１０^（１２）Ｃ／Ｎ。

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。

β－BaB_2O_4晶态和熔态的分子动力学模拟研究

采用分子动力学模拟方法研究了β－ＢａＢ２Ｏ４晶态和熔态的结构。模拟得到的径向分布函数与配位数和已报道的实验结果相符。在模拟产生的一系列瞬态构型基础上，采用键序参数方法研究了熔体结构，结果表明，熔体中大量存在ＢＯ３平面三角形基团，而ＢＯ４四面体基团也少量存在。同时也对熔体中的环和链进行了统计分析，分析表明，体系中Ｂ原子和Ｏ原子构成一种网络结构。此外，对ＢＯ３基团、ＢＯ４基团和网络结构对晶体生长的影响也作了讨论。

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。

基于偏硼酸钡晶体高重复频率266 nm紫外激光器

报道了利用基于掺镱光纤脉冲激光器1064 nm基频光通过偏硼酸钡晶体(β-BaB_2O_4,BBO)晶体四次谐波技术获得266 nm的紫外激光输出,利用双晶体空间走离补偿技术在重复频率为80 MHz平均输出功率为2.9 W,532 nm到266 nm的转化效率为36.5%。通过测量266 nm光强的变化发现双光子吸收效应导致了动态色心的形成,以及色心密度与双光子吸收系数随着晶体温度变化的规律,实验数据表明在晶体温度200℃的双光子吸收效应比室温时低了3.5倍,提高了266 nm紫外激光的输出功率和稳定度。

β—BBO晶体的电光性能

用干涉法测量了β－ＢＢＯ晶体的电光系数：γ２２＝２．６，γ３３＝０．２３，γ３１＝０．２５，γ５１＝－３．５×１０－１２ｍ／Ｖ。结果表明如果在Ｙ方向加电场，Ｚ方向通光，β—ＢＢＯ晶体可能制作成有应用价值的光开关。

利用椭圆高斯光束产生266nm紫外连续激光

本文采用商用532 nm激光器作为基频光源,利用偏硼酸钡(β-BBO)晶体进行外腔倍频,实现了266 nm连续激光的高效输出.文中详细模拟了BBO晶体中的束腰形状对倍频效率的影响,仿真和实验结果均表明椭圆高斯光束可以有效改善走离效应,提高倍频转换效率.通过优化蝶形倍频腔,可以使椭圆高斯光束在腔内共振,当1 W基频光输入时可输出约180 mW的266 nm紫外连续激光,倍频转换效率达到18%.

3TiO_2-45.7BaO-51.3B_2O_3微晶玻璃的SHG

采用热处理的方法,制备3TiO2-45.7BaO-51.3B2O3微晶玻璃,利用XRD、透射光谱研究表明,获得了含-βBBO微晶的透明微晶玻璃。采用Maker条纹法研究了微晶玻璃的二阶非线性光学效应,结果表明,当580~620℃热处理4 h时,微晶尺寸小、数量少,不足以破坏玻璃的各向同性,观测不到二次谐波信号;当620℃热处理8 h时,玻璃的-βBBO微晶破坏了玻璃的各向同性,诱导了二次谐波的产生;对该样品进行抛光后,二次谐波信号减弱直至消失,进一步表明玻璃表面的-βBBO微晶是导致玻璃产生二次谐波信号的原因。