温梯法蓝宝石(Al_2O_3)晶体的脱碳去色退火研究

温度梯度法(TGT)生长的Al2O3晶体因石墨发热体在高温时的挥发和原料中过渡性金属离子的存在,晶体在不同部位呈现不同颜色,一般上部为浅红色,尾部为浅黄绿色.将TGT法生长的Al2O3晶体(φ110×80mm3)依次经过高温氧化气氛、高温还原气氛脱碳、去色退火实验,即“两步法”退火实验,晶体变成无色、透明.经测试,Al2O3晶体的完整性、光学透过率和光学均匀性均有显著提高.

蓝宝石Al_2O_3晶体的高压热传导系数研究

对蓝宝石Al2O3晶体在高压下的热传导系数这一在的理论和实验仍处于探索中的问题,本文从较严格的固体理论出发,考虑到晶格声子的最小平均自由程、Debye温度、Gruneisen参数以及冲击温度在冲击压缩状态下的变化,进而对在高压实验中最常用的窗口材料蓝宝石Al2O3晶体的导热系数进行了理论分析,计算结果较好解释了实验结果.

Cr^(3+):Al_2(WO_4)_3晶体的生长和光谱特性

采用顶部籽晶法从Na2 WO4 助熔剂体系生长出优质的Cr3+ :Al2 (WO4 ) 3晶体,测定了吸收和荧光光谱,结果表明:Cr3+ 离子在晶体中有两个宽且强的吸收带和一个微弱的吸收线,两宽带中心波长分别为4 2 2和5 95nm ,还有两个较弱的吸收峰,其荧光峰值分别为6 84和6 6 3nm。其荧光宽带和一个较弱的荧光线峰并存,宽带范围为6 5 0～82 0nm ,峰值波长为74 0nm ,荧光线峰波长约为6 80nm ,其强度较强。计算了晶场强度和Racah参数,其Dq B =2 4 2 ,晶体属于中阶场介质。研究表明,Cr3+ :Al2 (WO4 ) 3晶体具备可调谐激光晶体的基本光谱要求,且有良好的物化性能,可以实现宽频带可调谐激光输出。

Al_2O_3:C晶体辐射发光剂量特性的数值模拟

在医学放射治疗上可以利用Al2O3:C晶体产生的辐射发光(Radio-luminescence,RL)测量放射治疗的剂量率。本文采用双电子陷阱双复合中心动力学模型对Al2O3:C晶体的辐射发光剂量特性做了数值模拟,给出了β射线辐照Al2O3:C晶体过程中各能级上载流子和RL产生的动态过程,并首次数值模拟了F+中心浓度和高剂量辐照对RL的影响。模拟结果表明:β射线连续辐照Al2O3:C时其产生的RL强度由初始值达到平衡值,且初始值和平衡值都与剂量率成正比,随着Al2O3:C晶体中F+中心浓度的增加,RL强度增强,初始值和平衡值都增加,最后给出了高剂量辐照Al2O3:C晶体对RL的影响。文章中数值模拟的结果和先前实验结果相一致,同时模拟结果对Al2O3:C晶体在制备过程中如何提高RL强度从理论上指明了方向。

光学晶体K_2Al_2B_2O_7用于全固态紫外激光器的理论研究

讨论了(KABO)晶体的折射率与群速指数随光波长参数的变化。基于非线性光学晶体的谐波理论,详细分析比较了KABO晶体倍频和三倍频的频率变换特性。得到了LD泵浦的调QNd:YAG激光器在Ⅰ类和Ⅱ类相位匹配下的倍频,三倍频、四倍频的相位匹配角、有效非线性系数、光波走离角等参量。

紫外倍频新晶体K_2Al_2B_2O_7的合成与生长

本文以高温固相反应合成了K2 Al2 B2 O7(KABO) ;以自发成核的方法探索了KABO晶体生长的助熔剂体系 ,NaF为KABO晶体生长的最适宜助熔剂体系 ,适宜配比为KABO∶NaF =1∶2 ,讨论了籽晶方向对晶体生长的影响 ,[110 ]方向是KABO晶体生长的最佳籽晶方向 ;运用顶部籽晶生长技术以NaF为助熔剂成功生长出尺寸达 5 0mm× 2 0mm× 17mm ,重

[12]Cu-7Al单晶体循环形变行为──Ⅱ.循环形变特征

对[12]CU-7Al（原子分数，％）单晶体的循环形变行为进行了研究，结果表明，其循环饱和应力-应变曲线与Cu单晶相似．在γP1＝1．1×10-3-4．5×10-3的范围内。存在饱和平台，平台处的饱和应力为27．3MPa；当γP1＜1．1×10-3和γP14．5×10-3时，饱和应力均随应变幅的增大而单调升高，循环硬化曲线表现出三个阶段，循环硬化阶段的硬化率随应变幅的增大而增大．

[12]Cu-7Al单晶体循环形变行为──Ⅰ.应变突发行为

对[ 12]Cu-7Al(原子分数，％）单晶体在循环形变中的应变突发现象进行了研究结果发现：在塑性应变幅γP1＝22×10-4和γP1≥2.2×10－3的条件下，表现出循环形变稳定性,循环应力随循环数增加无波动；但在γP1＝4．4×104-1．1×10-3的范围内，出现循环应力波动，发生了应变突发.在相同应变幅下,应变突发频率随循环数的增加而减小，随应变幅的增大而增大；应变突发时应力降低值D随应变幅的增大而减小，分析了试样在2．

不同滑移取向Al单晶体在循环形变中的行为

在室温下,对不同滑移取向的纯A1单晶体进行了拉压对称应变疲劳试验.记录了预先选定周次的应力σ、内耗Q^(-1)和超声衰减△α。及应力-应变滞后回线.并从回线测得摩擦应力σ_f、反馈应力σ_b和能量损耗△E.结果表明:(1)对试验的全部晶体在循环形变的初始阶段,上述几种参量均有明显变化.σ,△α,σ_f,σ_b△和△E随循环周次的增加而增加,而Q^(-1)则减少.在循环饱和阶段,这些参量变化缓慢或基本不随循环周次而变;(2)晶体取向影响,单滑移取向晶体的σ,△α和σ_b》比双滑移和多滑移取向晶体的小很多,而Q^(-1)则比后两者大很多.不同滑移取向晶体的滞后回线形状也明显不同,对循环形变后的晶体表面作扫描电子显微镜观察表明,单滑移取向晶体形成较宽的滑移带,多滑移取向晶体的滑移带较细,且有二次滑移痕迹.双滑移取向晶体的则介于两者之间.

紫外非线性光学晶体K_2Al_2B_2O_7混频特性分析

研究了新型紫外非线性光学晶体K2Al2B2O7(KABO)的频率变换特性,从理论上分析了KABO晶体混频相位匹配角、有效非线性系数、光波走离角、允许角和允许波长等参量与光波长参数之间的关系.这对新型KABO晶体用于产生紫外激光的实验研究提供了理论依据.

掺杂晶体材料Al_2O_3∶Ni^(2+)中顺磁离子Ni^(2+)局域结构及其电子顺磁共振参量的研究(英文)

按照叠加模型和微扰理论 ,建立了电子顺磁共振 (EPR)参量 (D ,g∥ ,g⊥)与Al2 O3∶Ni2 +晶体局域结构之间的定量关系 .利用EPR参量决定了Al2 O3∶Ni2 +晶体的局域结构 .通过考虑适当的晶格畸变 ,成功地解释了Al2 O3∶Ni2 +晶体基态很大的零场分裂和各向异性的 g因子 .获得了Ni2 +离子上方最近邻的三个O2 - 离子偏向〔1 1 1〕晶轴 0 .60 3°,而Ni2 +离子下方的三个O2 - 离子偏向〔1 1 1〕晶轴 0 .598°.

光学晶体K2Al2B2O7相位匹配参量放大研究

对K2Al2B2O7（KABO）晶体的相位匹配飞秒激光参量放大（OPA）特性进行了系统的理论计算和分析。分别讨论了Ⅰ型、Ⅱ型参量放大共线以及非共线情况，计算了在不同非共线夹角下的相位匹配角度。研究结果表明：对于一定波长的抽运光，存在一定的非共线入射角对应一定波长的信号光。在KABOⅠ型参变条件下，非共线角的引入使相位匹配角增大。这对于高效率地产生脉宽极短的飞秒参量激光、扩大飞秒激光的调谐范围以及通过参量技术放大飞秒脉冲都具有重要的意义。

新型紫外非线性光学晶体K2Al2B2O7倍频特性研究

模拟计算了新型紫外光学晶体K2Al2B2O7的Ⅰ类、Ⅱ类倍频的相位匹配角、有效非线性系数,得到了其倍频的最短极限基频波波长和最大有效非线性系数,得到了其Ⅰ类、Ⅱ类倍频的走离角、允许角和允许波长的理论曲线.从理论上证明了K2Al2B2O7晶体是优质的新型紫外非线性光学晶体.

Al2O3晶体的亚晶粒结构的同步辐射形貌分析

本文通过比较两个不同晶体生长历史的温梯法Al2O3晶体，通过同步辐射衍射形貌相研究了晶体内部的完整性，在正常晶体生长条件下Al2O3晶体的FWHM仅为10弧秒，而在正常晶体生长受到间停电破坏时，Al2O3晶体内易出现亚晶粒等缺陷。其内在原因与温梯法晶体生长工艺有关系。

Al_2O_3晶体中Cu^(3+)离子自旋哈密顿参量及其局域结构研究

利用自旋哈密顿理论,在建立Al_2O_3：Cu^(3+)晶体结构和自旋哈密顿参量之间的定量关系的基础上,采用掺杂离子位移模型,统一计算了Al_2O_3：Cu^(3+)晶体的自旋哈密顿参量,解决了前人工作中可调参量过多的问题。理论结果与实验数据符合很好,说明采用的模型是合理的。结果表明,Cu^(3+)离子掺入Al_2O_3基质晶体后,并没有准确占据Al^(3+)格位,而是沿C_3轴移动了0.0179nm。

Al_2O_3:V^(2+)晶体自旋哈密顿参量的理论解释

在考虑微小磁相互作用(包括SS、SOO和OO作用)的基础上,采用全组态完全对角化方法,建立了A l2O3晶体中V2+离子的局域结构与自旋哈密顿参量定量关系,对A l2O3:V2+晶体基态和激发态零场分裂以及基态g因子等自旋哈密顿(SH)参量给出了统一的解释。结果表明,V2+离子进入A l2O3晶体后,上下配体氧平面分别沿C3轴向远离三角中心的方向移动了0.0021nm和0.0020nm。理论计算结果与实验值符合甚好。

Al_2O_3∶Cu^(3+)晶体EPR参量及其晶格畸变研究

按照EPR参量的四阶微扰理论和叠加晶场模型 ,建立了EPR参量 (D ,g∥ ,g⊥)与Al2 O3 ∶Cu3 +晶体结构之间的定量关系。在此基础上 ,计算了Al2 O3 ∶Cu3 +晶体的EPR参量 ,理论与实验符合甚好。研究表明 ,Cu3 +掺入Al2 O3 晶体后 ,沿[1 1 1 ]晶轴方向Cu3 +离子上方三角配位的三个O2 -配体偏向[1 1 1 ]轴 1 .336° ,而下方的三个O2 -配体偏向 [1 1 1 ]轴 0 .6 1 8° ,同时 ,六个O2 -配体向Cu3 +中心移动 0 .0 0 1nm。本文的方法为研究掺杂晶体晶格畸变、缺陷及离子占位提供了一条有效途径。

无氧气氛中生长K2Al2B2O7晶体及其性质的研究

本文采用助熔剂法在无氧气氛的条件下成功生长出了大块透明的紫外非线性光学晶体K2Al2B2O7。这种方法有效地克服了晶体在紫外区域产生的非本征光吸收,顺磁共振谱测试表明,晶体中Fe杂质已经降低到不影响紫外透过的水平。XRD物相鉴定证明得到了K2Al2B2O7纯相,但晶体生长过程中容易形成光散射颗粒,降低了晶体的激光损伤阈值。对晶体进行化学腐蚀,采用金相显微镜观察发现有光散射颗粒的KABO晶体表面有许多腐蚀坑,而无光散射颗粒的晶体没有腐蚀坑。最后讨论了KABO晶体中光散射颗粒形成的原因以及消除的办法。

导模提拉法生长Tb_3Sc_2Al_3O_(12)(TSAG)晶体及性质表征

本文采用导模提拉法成功生长了Tb3Sc2Al3O12(TSAG)晶体,并对所生长晶体进行了物相分析和单晶结构分析,探讨了多晶原料的烧结温度对晶体颜色的影响。Sc3+和Al3+的浓度分布测试表明,导模提拉法能较好地克服因分凝效应引起的Sc3+浓度分布不均,可以生长获得浓度分布均匀的TSAG晶体。磁光性能测试表明,Sc3+掺入对晶体在400～1100 nm波长范围内的磁光性能影响不大,所生长TSAG晶体的费尔德常数仅比Tb3Al5O12(TAG)晶体低6%～8%。

Co^(2+),Er^(3+):Y_3Al_5O_(12)晶体的生长及其吸收特性

应用中频感应提拉法成功生长出新型的Co2+,Er3+:Y3A l5O12晶体。研究了室温下晶体的吸收光谱性能。结合Er3+:Y3A l5O12晶体的光谱,并利用调Q判据对Co2+,Er3+:Y3A l5O12晶体调Q特性进行了简单的分析。结果表明Co2+,Er3+:YAG晶体是一种很有潜力的自调Q激光晶体。