β′-钼酸钆晶体的生长与畴结构观察

用提拉法生长了质量较好的铁电 -铁弹 β′ Gd2 (MoO4 ) 3 晶体。研究了晶体中包裹物的形成原因及晶体转速、提拉速度、温度梯度等对包裹物的影响 ,分析了晶体开裂的类型及克服的方法。指出了用提拉法生长高质量 β′ Gd2 (MoO4 ) 3 晶体的合适工艺参数。用偏光显微镜对晶体中的畴结构进行了观察 ,发现样品中存在宽畴和细畴两种类型 ,结合同一样品减薄实验确定了晶体中的宽畴为铁电畴 ,细畴为铁弹畴。

钼酸钆晶体开裂与包裹体成因分析

β′ Gd2 (MoO4) 3 (简称GM)晶体为正交晶系 ,空间群为C82V Pba2 ,居里温度约 1 5 9℃ ,两光轴夹角 2V =1 0°。 1 96 6年Borchardt等首先报道了 β′ Nd3 +:Gd2 (MoO4) 3 (简称NGM)作为激光晶体。近年来Kaminskii等人又连续报道了室温下NGM晶体用激光二极管泵浦具有高效的4F3 /24I11/2 激光跃迁和强受激拉曼散射 ,它具有较大的二阶非线性极化率x2 和三阶非线性极化率x3 。因而NGM作为自倍频激光晶体和拉曼激光晶体而受到关注。通过多次实验现象的观察 ,我们发现 :( 1 )NGM晶体在降温过程中极易发生严重开裂现象 ;( 2 )生长中易产生包裹体。经分析 ,我们认为 ,引起晶体开裂的主要原因有 :( 1 )二级相变引起的晶体开裂。NGM晶体在生长过程中 ,大约在 85 0℃ ,1 5 9℃发生相变 ,相变时晶体内各原子在原来的格点上发生位移 ,引起原子间的化学键长和键角发生变化 ,这种过程的不均匀性使晶体内部产生应力 ,引起晶体开裂 ;( 2 )由杂质存在所引起。NGM晶体为空间网状结构 ,不易解理。由结构可以发现 ,沿[1 0 0 ]、[0 1 0 ]方向存在孔道 ,因而易产生杂质填隙 ,造成应力 ,导致晶体开裂 ;( 3)晶体中的包裹体和开裂也与三氧化钼的挥发有关。由于三氧化钼的不一致挥发 ,我们在原料制备时必须加入过量的三氧化钼。?

钼酸钆晶体的结构及喇曼光谱研究

全面介绍了钼酸钆晶体的结构及相变情况 ;对其常温喇曼光谱进行了测试和详细分析 ,对各谱峰进行了识别和指认 ,指出实验中仅能观察到两条 Mo O42 -离子的对称伸缩振动谱线是因两种 Mo- O键长相近的 Mo O42 -离子振动模的简并造成的 ,反对称伸缩振动模式大的光谱分裂范围是因晶胞中 Mo O42 -

钼酸钆晶体的高温喇曼光谱

对提拉法生长的钼酸钆晶体进行了从常温 (2 5℃ )到高温 (112 7℃ )的喇曼光谱测试和分析 ,由实验得出 :随着温度的不断升高 ,晶体的喇曼谱峰向低频移动 (15 9℃相变点除外 ) ,且总的趋势是向一起靠拢 ,位置相近的谱峰合并或趋于合并 ,这说明随着温度的升高晶体结构不断变化—晶体中三种MoO4 四面体的结构逐渐趋于一致。用经验关系式υ(cm-1) =32 895exp(- 2 .0 73r) ,由实验测得的晶体在不同温度下的喇曼伸缩振动频率值估算了相应温度下晶体中MoO4 四面体的Mo—O键的键长值 ,明显看出 ,随着温度的升高 ,各不同的四面体的键长值趋于一致 ,从而定量估算出晶体结构随温度的变化情况。

掺钕钼酸钆晶体的定向加工

β′ Gd2 (MoO4) 3 (简称GMO)晶体为正交晶系 ,空间群为Pba2或C82v,居里温度约 1 5 9℃。1 96 6年Borchardt等首先报道了 β′ Nd3 +:Gd2 (MoO4) 3 (简称NGM )作为激光晶体。近年来Kaminskii等人又报道它具有较大的非线性二阶非线性光学系数 χ2 和三阶非线性光学系数χ3 。因而NGM作为自倍频激光晶体而受到关注。我们主要工作就是沿相位匹配方向对NGM晶体进行定向切割和抛光。该晶体为负双轴晶体 ,2V =1 0°。由GMO晶体的折射率 :λ =1 .0 6 4nm ,nx=1 .81 46 ,ny=1 .81 42 ,nz=1 .86 37;λ =0 .5 32nm ,nx=1 .85 49,ny=1 .85 45 ,nz=1 .86 37,可计算出 ,该晶体 1 0 6 4nm的倍频只具有一类相位匹配 ,相位匹配方向 =45°,θ =6 5 .87°。由于微量钕离子的引入 ,引起折射率的微小改变 ,从而引起相位匹配方向发生很小偏离。晶体加工首先沿计算出的相位匹配方向进行切割 ,然后研磨 ,抛光。再测量抛光面方向与相位匹配方向夹角。经计算后再重新修正抛光面。如此反复多次。在加工过程中 ,我们发现 ,晶体的硬度与玻璃差不多。因此 ,在经过多次修正后的晶体作为器件加工时选择玻璃作为垫料 ,上盘后 ,以钻石粉为抛光剂 ,进行抛光。高精度抛光后平面度可达到 1 /1 0λ ,平行度在 30″以内。

钼酸钆晶体畴结构的同步辐射白光形貌实时研究

用同步辐射白光X射形貌术对畴结构在温度及外加电场变化条件下的演变情况进行了研究。结果表明：在钼酸钆样品中同时存在铁电畴和铁弹畴，但这两类畴在温度高于居里温度时都消失，当施加足够外加电压时可以单畴化。

双轴晶β‘相掺钕钼酸钆晶体相位匹配方向确定

我们对钼酸钆晶体的二阶非线性性能进行检测,测量出掺钕钼酸钆晶体在1.064 μm波段的I类相位匹配方向为θ＝66°,φ＝63°,与计算纯净钼酸钆晶体在1.064 μm波段的I类最佳相位匹配方向θ＝65.87°,φ＝45°有一定的偏离.测定了基波为1060 nm,1070 nm条件下的允许角分别为2.31 mrad*cm,1.83 mrad*cm;走离角分别为2.40 mrad,3.02 mrad.1064 nm倍频光的转换效率仅为1%.转换效率低的主要原因是钕离子在532 nm有较强的吸收.钕离子的不同浓度分布引起相位匹配方向不一致,导致转换效率降低.(OH20)

钕镱共掺四钼酸钆钡晶体的生长与光谱性能研究

通过单晶提拉法制备了钕镱共掺四钼酸钆钡(BaNd2xYb2yGd2(1-x-y)(MoO4)4,x=0.1,0.05,0.01,y=0.1)晶体,研究了其热学性能和光谱性能。结果表明,钕镱共掺四钼酸钆钡晶体的熔点为1070.3℃,采用Judd-Ofelt理论计算得到了5at%Nd^(3+)/10at%Yb^(3+)∶BaGd2(MoO4)4晶体中Nd^(3+)的强度参数Ω2,4,6,4F3/2能级的自发辐射几率、跃迁的荧光分支比以及辐射寿命。通过研究该晶体的吸收光谱、荧光光谱以及Yb^(3+)的2F5/2能级的荧光寿命,分析了Nd^(3+)对Yb^(3+)的敏化作用,对比发现掺杂浓度为1at%Nd^(3+)/10at%Yb^(3+)的BaGd2(MoO4)4在1013nm处的荧光寿命最长。

准相位匹配周期极化钼酸钆制备及倍频效应

根据准相位匹配原理 ,对钼酸钆晶体用于准相位匹配倍频过程的周期性畴结构进行了设计 ,当入射基频光为 1 .0 64μm时 ,所需的钼酸钆晶体畴结构周期为 5 .54μm。利用外电场极化 ,当外电场为 2 .5kV/mm时 ,钼酸钆晶体的畴结构反转时间tc=50 0～ 60 0 μs。当外电场脉冲幅值为 2 .5kV/mm、脉冲延续时间t=0 .6～ 0 .8tc 时 ,在钼酸钆晶体中制备得到了周期畴结构。当Nd∶YAG纳秒激光器输出准连续功率为 7～ 1 0mW的 1 0 64μm激光通过具有周期畴结构的样品时 ,获得了 0 .532