BSO晶体生长固/液边界层结构的实时观测研究

实时测量BSO晶体水平区熔法生长过程中,研究固/液边界层以及边界层两侧的晶体和熔体的显微拉曼光谱,晶体生长固/液边界层以及边界层两侧的熔体和晶体的结构特征,生长基元结构从熔体结构经边界层过渡到晶体结构的变化过程。结果显示,BSO熔体中存在Bi3 O4和[SiO4]的键合结构;Bi3 O4分子基团在固/液边界层聚合形成[BiO7]八面体单体、多聚体,与[SiO4]结构基团联结,在通过固/液边界层时进入格位。

基于BSO晶体反射式全息光栅的振动测量系统

以光折变晶体硅酸铋(BSO)为记录介质,构建了基于反射式全息光栅零差干涉振动测量系统。系统中的参考光与被振动信号调制的信号光以反射式记录全息的方式射入BSO晶体,在晶体内干涉形成反射式动态全息并实时衍射,通过对信号光的透射光和参考光的衍射光所形成的干涉信号进行解调即可得到所测的振动信号。研究了两入射光束夹角、光强比、晶体晶向等测量条件对系统测量灵敏度的影响,分析了耦合增益与测量灵敏度的关系。结果表明,以压电陶瓷(PZT)为被测对象时,系统最高可探测到频率为360kHz的振动信号。分析显示:由于反射式全息降低了布拉格光栅的空间周期,提高了入射晶体的信号光和参考光的耦合效率,故其测量灵敏度高于透射式全息光栅振动测量系统。

基于BSO晶体电光效应的闪电电场传感器

为了解决用BSO晶体制作闪电电场传感器中旋光效应对电光效应的影响问题,需要从理论上对光的传播方程进行研究。通过对BSO晶体中电光效应和旋光效应对光的偏振态影响的研究,推导了处于外加电场中的BSO晶体中光的传播方程的表达式,以及透过光强的表达式研究了BSO晶体旋光性对电光效应的影响,通过理论分析提出了消除旋光效应的方法。给出了一种基于BSO晶体电光效应的闪电电场传感器的制作方法及测量系统框图,并通过仿真从理论证明了BSO晶体作为闪电电场传感器材料的可行性。

BSO晶体及生长固/液边界层的拉曼光谱分析

测量了 BSO晶体在常温和高温下宏观拉曼光谱 ,据此分析晶体结构在高温下的变化规律 ,详细实时地测量了晶体在熔化和生长过程中 ,固 /液边界层以及边界层两侧的晶体和熔体的显微拉曼光谱 ,分析得出该晶体生长边界层内的结构特征 。

BSO晶体的光学特性及在实时全息术中的应用

从原理和实验上研究了ＢＳＯ（Ｂｉ１２ＳｉＯ２０）晶体自动实时记录、显影光学信息的特征，及如何在实时全息术中把ＢＳＯ晶体作为全息记录介质，实现自动计算全息图。实验表明，当晶体上施加约６ｋＶ／ｃｍ的横向电场和约１５×１０５Ｐａ的横向气压时，其感光灵敏度最大。

BSO晶体电光效应及其应用

测量了Bi_(12)SiO_(20)(BSO)晶体的电光放应和光电导效应,并利用这两种放应实现了光-光动态调制.

高斯光束通过BSO晶体后的非线性效应

在几十到一百多毫瓦的入射光功率条件下，发现高斯光束通过BSO晶体后的远场光斑中心处的光强随入射光功率具有明显的非线性效应，分析了引起这一现象的理论机制，实验研究表明理论与实验相符．

BSO晶体中光折变增益与入射面情况的依赖关系

用两波混频方法在514.5nm(氩离子激光器)对BSO晶体中光折变增益与入射面情况的依赖关系进行了研究,由于BSO晶体围绕<110>轴旋转时受主能级状态的影响,从而光折变增益将取决于衍射效率的改变。

Ce∶Cu∶BSO晶体生长及光折变效应的研究

硅酸铋 (Bi12 SiO2 0 简称BSO)晶体具有电光效应和非线性光学效应 ,它的响应时间是光折变晶体中最短的 ,光折变灵敏度 ( 30 0 μJ/cm2 )比LiNbO3 晶体高 3个数量级。BSO晶体可用于光放大、相位共轭、全息存储、图象处理等方面。在BSO中掺进CeO2 和CuO以Czochralski法生长Ce∶Cu∶BSO晶体 ,原料配比为Bi2 O3 ∶SiO2 =6∶1 ,CeO2 和CuO的掺量为 0 .0 1mol%。采用二波耦合光路 ,以Ar+激光器作光源 ,λ =488nm泵浦光I10 和信号光I2 0 以 2θ角入射在晶体上 ,在晶体内产生干涉 ,形成折射率光栅。晶体尺寸为 8mm× 8mm× 8mm衍射率 η定义为衍射光强I’2 和透射光强I2 之比η=I’2 /I2 × 1 0 0 % 在实验中晶体外加电场为 6kV/cmI10 =I2 0 =80mW/cm2 测得Ce∶Cu∶BSO晶体的衍射效率为 4% ,响应时间为 880ms。相位共轭是一种非线性光学效应。光与非线性介质相互作用后 ,产生一种新波场 ,即相位共轭波 ,相位共轭波可以消除原光束在传播过程中产生的相位畸变。采用四波混频光路测试Ce∶Cu∶BSO晶体相位共轭反射率和响应时间。晶片 1 1 0面通光光源为He Ne激光λ =6 32 .8nm。I1和I2 为二束反向泵浦光 ,其强度 1 8mW ,I4为信号光 ,I4=0 .8mW ,I1与I4的夹角 2θ =1 1° ,I3 为相位共轭光 。

BSO晶体电光效应的实验研究

本文研究了含有自然旋光的BSO晶体的电光效应,并采用自然旋光与电光相移相补偿的方法和调制度函数法测量了不同生长条件下BSO晶体的半波电压。

BSO晶体空间电光、光电导特性的实验研究

本文提出了对 BSO晶体空间电光与光电导特性进行测量的实验方法,给出了对BSO晶体样品的测量结果.

电场和磁场同时作用下BSO晶体的光学传输特性及其在电功率传感中的应用

对电场和磁场同时作用下ＢＳＯ晶体的光学传输特性作了理论分析，推导出其琼斯矩阵和米勒矩阵。

BSO晶体光纤的法拉第磷光效应

研制出具有法拉第磁光效应的BSO晶体光纤,利用光线分析和琼斯矩阵方法对BSO晶体光纤进行了理论分析和实验验证。结果表明,这种新型光纤可以在磁光调制、磁场(或电流)传感等方面得到应用。

利用BSO晶体实现光电光调制

本文研究了BSO晶体的电光效应和光电导效应,并利用这两种效应实现了光-电-光调制。

BSO晶体四波混频系统大调制度运动光栅特性

本文实验研究了 BSO晶体四波混频系统大调制度运动光栅的特性 ,发现它在最佳条纹速度和反射率增强上有类似于两波混频系统大调制度运动光栅的非线性特性 ,并且在最佳泵浦光强比上也完全不同于小调制度运动光栅的情形。

利用BSO晶体实现光强的非线性调制

利用BSO晶体的电光效应和光电导效应实现了光强的非线性调制,在0～25mW Ar^+激光入射情况下得到了类似于饱和吸收体的非线性透过率。

基于BSO晶体的振动测量系统

利用光折变晶体材料,可实现宽带、微小振动测量。测量系统采用零差干涉结构,使用硅酸铋(BSO)晶体记录信号光与参考光干涉所形成的动态全息,并实时衍射,再由光电探测器探测从BSO晶体出射的透射信号光与衍射参考光所形成的干涉信号,从而实现对振动的测量。通过对BSO晶体中全息记录条件,包括两光束夹角、光强比,与衍射效率关系的研究,确定了最佳记录条件。在参考光路中利用1/4波片改变光束偏振态,使干涉系统在BSO晶体不加外电场情况下,具有较高测量灵敏度。以一定频率驱动的压电陶瓷为被测物体,在0.5～90kHz的频率范围内所测量到的振动频率与预先加载的频率一致。

新型光折变晶体Ce:BSO中的各向异性光散射

各向异性光散射现象已在几种光折变晶体中观察到,如BaTiO3,Fe:LiNbO3,Cu:LiTaO3。这几种晶体共同特点是均具有较高的光折变灵敏度,因而晶体中缺陷引起的杂散光与入射光相互作用时能够得到放大,产生各向异性光散射。普通BSO(Bi12SiO20)晶体光折变灵敏度较低,未发现各向异性散射现象。我们在首次生长的新型光折变晶体Ce:BSO中观察到一种新的很强的各向异性光散射,并利用BSO晶体的光折变理论给予较圆满的解释。

读出光对BSO类晶体中运动全息图衍射率的影响

研究了读出光对BSO类晶体中运动全息图衍射率的影响 .指出读出光对BSO类晶体中运动全息图的衍射率有显著的降低作用 .