掺钕钇铝钙钛晶体激光结合两种再矿化制剂与早期釉质龋的再矿化

背景:近年来,多种激光被广泛应用于口腔医学相关的各种疾病,包括龋病的预防及治疗。目的:探讨掺钕铝酸钇晶体(neodymium-doped:yttrium aluminum perovskite,Nd:YAP)激光联合两种再矿化制剂对早期釉质龋再矿化的作用。方法:将60颗牙釉质块体外建立人工龋模型后,随机分为6组(n=10):A组不进行任何处理,行体外pH循环;B组进行护牙素(主要成分为酪蛋白磷酸钙复合体)再矿化处理,行体外pH循环;C组进行舒适达牙膏(主要成分为生物活性玻璃)再矿化处理,行体外pH循环;D组进行Nd:YAP激光照射,行体外pH循环;E组进行Nd:YAP激光照射,然后进行护牙素再矿化处理,行体外pH循环;F组进行Nd:YAP激光照射,然后舒适达牙膏再矿化处理,行体外pH循环;再矿化处理2次/d,实验周期20 d。G组为正常对照,未致龋,未进行再矿化处理,仅行体外pH循环。实验结束后,检测各组牙釉质表面的显微硬度、形貌与Ca/P比值。结果与结论:①B、C、D组牙釉质表面的硬度值高于A组(P<0.0001),E、F组牙釉质表面的硬度值明显高于B、C、D组(P<0.0001),F组牙釉质表面的硬度值明显高于E组(P<0.0001);②扫描电镜下可见,A组牙釉质表面存在大量的脱矿孔隙;B组牙釉质表面有矿物质沉积,沉积不均匀且较为疏松;C组牙釉质表面有大量矿物质沉积,且钙化团块间可见脱矿孔隙;D组牙釉质表面较为平整,脱矿孔隙较A组明显变小,釉柱间质有破坏;E组牙釉质表面矿物质沉积较厚,脱矿孔隙明显减少;F组牙釉质表面沉积的矿化物最为致密且均匀,脱矿孔隙细小;③B、C组牙釉质表面Ca/P比值明显高于A组(P<0.0001),E组牙釉质表面Ca/P比值明显高于B、C、D组(P<0.0001),F组牙釉质表面Ca/P比值高于E组(P<0.001);③结果显示,生物活性玻璃、酪蛋白磷酸钙复合体、Nd:YAP激光在牙釉质脱矿后均具有促进牙釉质表面再矿化的作用,Nd:YAP激光联合生物活性玻璃或酪蛋白磷酸钙复合体能进一步加强牙釉质龋的再矿化作用,其中Nd:YAP激光和生物活性玻璃的联合使用效果最佳。

氢对钛晶体弹性模量影响的第一原理研究

为了研究氢对钛晶体弹性模量的影响,采用基于密度泛函理论的第一原理赝势平面波方法对α-Ti、β-Ti、不同钛-氢原子比的α-Ti-H和β-Ti-H晶体模型进行了完全几何优化,计算了优化后晶体的弹性模量,通过差分电荷密度分析了氢影响钛晶体弹性模量的作用机理.计算得到的Ti/H原子比为16∶1的α-Ti-H晶体的弹性模量小于α-Ti晶体,而Ti/H原子比为8∶1的α-Ti-H晶体的弹性模量大于α-Ti晶体.不同Ti/H原子比的β-Ti-H晶体的弹性模量均大于β-Ti晶体.研究表明,氢降低了低氢含量的α-Ti-H晶体的弹性模量,提高了β-Ti-H晶体的弹性模量.

氘进入钛晶体中可能引起室温核聚变之实验探索（Ⅰ）

钛阴极重水电解实验的初步结果证实了氏机理所预言的两大特点：热效应与核产物￣４Ｈｅ．

氘进入钛晶体中可能引起室温核聚变之实验探索（Ⅱ）

在探索实验（Ⅰ）的基础上，采用大电流、粗铁棒进行放大实验，结果得到很明显的热效应。从测氚和中子的角度出发进行重复实验，结果表明：热效应较明显，但中子和氚较少，从而从另一角度又一次验证了氏机理。

3D打印技术造出新型钛合金

新钛合金由两种钛晶体的混合物组成,称为α-钛相和β-钛相,每种钛晶体对应于特定的原子排列。氧气和铁是α-钛相和β-钛相的两种最强大的稳定剂和强化剂,它们丰富而廉价。但研究人员发现,有两个挑战阻碍了通过传统制造工艺开发坚韧的α-β钛氧铁合金。一个挑战是氧气会使钛变脆;另一个挑战是加入铁可能会导致严重的冶金缺陷,形成大块β钛。

硅酸钡钛晶体的高温溶液法生长

为了选用合适的助熔剂生长Ba_2TiOSi_2O_7晶体,试验了多种不同成分和配比的化学试剂。最终确定了LiF和H_3BO_3摩尔比为5:2复合助熔剂,采用高温溶液法生长出了尺寸为20 mm×10 mm×3mm的较透明Ba_2TiOSi_2O_7晶体。粉末倍频测试结果表明,粒径为88~105μm的Ba_2TiOSi_2O_7粉体的倍频效应约为5.5倍的KDP(d_(36)=4.7×10^(-13)m/V)量级。红外光谱测量证实晶体结构中含有Si_2O_7基团和TiO_5基团。

钛宝石晶体中的位错以及退火对位错的影响

用化学腐蚀剂腐蚀出样品的 (0 0 0 1)表面上的位错蚀坑 ,在原生态和退火样品的对应径向线上测量了位错腐蚀坑的密度分布 .由位错腐蚀坑的形成理论确定出原生态晶体中很可能有 3种位错类型 ,即Burgers矢量b =13〈112 0〉 ,13〈110 1〉和〈10 10〉的位错线 ,然而长时间在还原性高温气氛中的退火难以降低晶体中的总的位错密度 .在晶体的放肩至等径生长阶段 ,沿着晶体的生长方向 ,晶体棒中心的位错密度由高变低 ,这显示出 :在晶体的放肩至等径生长的转变过程中 ,生长界面发生了翻转 ,由凹形界面转变为凸形界面 ,位错线随之从晶体棒的中心向边缘发散 .

国产大尺寸钛宝石晶体助力世界最强脉冲激光放大输出

自主研发成功热交换法生长大尺寸钛宝石晶体设备,生长出完整无开裂的钛宝石激光晶体毛坯,经加工获得尺寸达φ235mm×72mm的晶体元件。在180mm口径范围内,晶体光学均匀性达到5.52×10^-5,晶体应力双折射为5.0nm/cm。大尺寸钛宝石晶体应用于上海超强超短激光实验装置,获得339J激光脉冲能量输出,峰值功率达10.3PW。

温度梯度法生长大尺寸钛宝石晶体研究

采用温度梯度法生长了不同掺杂浓度的钛宝石(Ti∶Al2O3)激光晶体,经退火加工获得的最大晶体尺寸达到86 mm×37 mm。室温下利用紫外-可见-近红外分光光度计测试了晶体300~1000 nm波段的吸收,分析了该系列晶体的吸收特性。结合晶体径向527 nm的吸收测试分析了晶体径向掺杂均匀性,同时使用Zygo干涉仪测试了晶体的光学均匀性,结果表明所生长的大尺寸钛宝石晶体具有良好的掺杂及光学均匀性。通过化学腐蚀法,利用光学显微镜观察表征了晶体位错密度,为2.9×103/cm2。

掺钛蓝宝石晶体热学性质研究(英文)

本文系统分析了掺钛蓝宝石晶体的热学性质。在303．15—764．15K的温度范围内，晶体的主热膨胀系数分别为α1=3．8×10^-6K-1和α3=6．4×10-6K-1。298．15K时，晶体的比热为0．766J·g-1·K-1。采用激光脉冲法测试了晶体在303～570K温度范围内的热扩散率。掺钛蓝宝石晶体的主热导率分量＆与热力学温度r的函数关系通过拟合获得，为k1=-626．60772／（-2．52108T＋706．53622）＋5．96781和k3=-1347．76226／（-2．37632T＋616．40571）＋5．88351。

钛宝石晶体中的位错和红外残余吸收的关系

钛宝石晶体在其调谐波段 (约 6 6 0nm～ 1 1 80nm)存在弱的红外残余吸收。目前多数人认为残余吸收是受到最近邻的Ti4+离子和铝空穴微扰的Ti3 +离子的 3d电子的能级跃迁产生的 ;但最新的实验支持另一种观点 :即残余吸收很可能是晶体内纯粹的非辐射缺陷吸收 ,不象是Ti3 +离子的 3d电子的能级跃迁产生的。晶体中的位错跟点缺陷关系密切 ,研究位错跟红外残余吸收的关系 ,可以加深残余吸收是否跟点缺陷有关的认识。我们用化学腐蚀剂显露出钛宝石样品的 ( 0 0 0 1 )面上的位错腐蚀坑 ,测量了其密度分布 ,并在位错密度不同的样品部位测量了吸收光谱 ,发现位错密度大的部位残余吸收大 ,位错密度小的部位残余吸收小 ,位错密度相差越大时现象越明显。我们只退火了两个样品 ,但这两个样品退火前后的位错密度变化不大 ,没有量级上的变化 ,而残余吸收却有显著的下降。按缺陷吸收的观点 ,这说明位错线本身不是主要的红外残余吸收中心。而按残余吸收是受微扰的Ti3 +离子的 3d电子能级跃迁的观点 ,只有位错线的畸变区内的Ti3 +离子才可能对残余吸收有贡献 ,但利用在样品中观测到的最大位错密度 1 .5× 1 0 4/mm2 ,以及晶体中主要的位错b =<1 1 2O >,估算出位于位错线的畸变区内的钛离子占晶体内的钛离子的份额太小 ,约

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.

大尺寸钛宝石晶体CPA超短超强激光输出突破100太瓦

太瓦、飞秒(注:太瓦即TW,1012瓦;飞秒即fs,10-15秒)超快高功率激光在物理、化学以及生命科学等学科领域强场物理研究、激光惯性约束核聚变(ICF)等方面具有广阔的应用前景.自1991年世界上第一台自锁模钛蓝宝石激光器研制成功以来,在短短的10多年里,钛蓝宝石激光器的脉宽从最初的皮秒(ps)发展到现在的几飞秒(6.5fs),峰值功率由瓦提高到太瓦甚至拍瓦(1.3PW),受到了世界各国的极大关注.最为典型的是美国劳伦斯*里弗莫尔实验室(LLNL)获得了430fs、1.3PW、1021W/cm2的激光辐照强度,这一强度超过产生等离子体要求阈值的1000倍,该系统采用了3块大尺寸片状钛宝石晶体(两块100mm,一块80mm)作为放大器.因此研制出高光学均匀性、高浓度均匀性、大直径的钛宝石激光晶体,对于发展超短、超快、超强("三超")激光器意义至关重大.

周期极化磷酸氧钛钾晶体倍频特性实验研究

采用窄线宽皮秒1 036nm的激光单次通过周期极化磷酸氧钛钾(Periodically poled KTiOPO4:PPKTP)晶体倍频产生518nm绿光信号,通过实验分析了晶体的温度特性和功率特性。研究了不同温度下基频功率对倍频晶体的影响,以及不同基频功率下温度对倍频晶体的影响,分析了基频功率对晶体最佳匹配温度的影响。

高能磷酸钛氧钾晶体激光膀胱颈汽化术治疗女性膀胱出口梗阻

目的研究高能磷酸钛氧钾晶体(KTP)激光膀胱颈汽化术治疗女性膀胱出口梗阻的有效性和安全性。方法2004年2至12月对17例有梗阻症状的女性膀胱出口梗阻患者应用功率为80W的KTP激光行女性膀胱颈部汽化术治疗。患者年龄24～82岁。术前留置导尿管5例,余12例患者平均最大尿流率为8.3ml/s。结果本组患者的手术时间为10～20min,平均13min。术后1d拔除导尿管,所有患者排尿通畅。术后随访2～10个月,平均4.8个月;出院时最大尿流率平均为18.7ml/s,随访时为23.4ml/s。结论KTP激光膀胱颈部汽化术是一种安全、有效的治疗女性膀胱出口梗阻的微侵袭性方法。

多晶体钛形变孪晶的电子显微分析

用透射电子显微镜(TEM)对密排六方多晶钛在拉伸变形中形成的孪晶进行了观察分析。并采用六方晶系孪晶面的变换矩阵对孪晶电子衍射花样进行了标定。结果表明,单个出现的凸透镜状粗大孪晶为(102),平行排列的板状孪晶为(112),孪晶内存在高密度位错。

优质长尺寸掺钛宝石晶体生长及实用型灯泵钛宝石激光器的研究

掺钛宝石晶体是80年代初期发展起来的新型可调谐激光晶体。掺钛宝石激光器具有调谐范围宽、效率高、寿命长等特点,被广泛地应用于环境污染监测、军事应用、瞬态光学、激光光谱学等领域,受到各国科学家和军方的普遍重视。美国至今仍以国家安全的原因,对出口到中国的钛宝石激光棒实行禁运。 中国科学院安微光学精密机械研究所最早在国内开展掺钛宝石晶体生长和闪光灯泵浦的钛宝石激光器的研究工作。“

钛宝石晶体中的红外残余吸收与点缺陷的关系

测量了钛宝石晶体在可见光至近红外区的吸收光谱，以及傅里叶变换红外光谱．主吸收、残余吸收以及氢氧根的振动吸收带的强度间的关系显示出：钛宝石晶体中的红外残余吸收不是由与钛离子相联系的结构缺陷引起的，残余吸收确实是 Ｔｉ３＋－Ｔｉ４＋离子结对的结果．Ｔｉ３＋－Ｔｉ４＋离子结对的位置很可能位于基质晶体与晶体中异相物（ＴｉＯ２）的界面区或异相内，即钛宝石晶体中的红外残余吸收是位于基质晶体与异相物（ＴｉＯ２）的界面或异相物中的了Ｔｉ３十离子的３ｄ电子的能级跃迁的结果．

多晶体钛拉伸变形表面褶皱的形成及晶粒变形

用原子力显微镜对多晶体钛拉伸塑性变形中表面褶皱的形成及单个晶粒的变形进行了连续观察和测量。结果表明,表面褶皱随着应变量的增加而增大,而凹凸的相对位置关系不随变形的进行而变化。从单个晶粒来看应变量在0.1附近时由于孪晶的形成产生了新的凹凸,但对整体的表面褶皱凹凸位置关系没有大的影响。表面平均粗糙度和表面最大高低差随应变量的增加近似呈直线性增大,应变量在0.1左右时由于孪晶的形成,使粗糙度有较明显的增大。

掺钛宝石晶体光学性质的研究

论证了提拉法掺钛宝石晶体吸收系数的反射和散射修正，拟合出Ｔｉ３＋离子的有效分凝系数．在此基础上，重点研究了晶体的光散射强度的判定、分布、起源和形成机制，并探讨了克服散射损耗的可能途径．