KTiOPO_(4)晶体和光参量振荡技术产生900 nm波段激光

利用KTiOPO_(4)(简称KTP)晶体和光参量振荡技术(Optical Parametric Oscillator,OPO),产生900 nm波段激光。利用成熟的1064 nm激光,通过LiB_(3)O_(5)(LBO)晶体倍频产生532 nm激光,再用532 nm激光泵浦KTP OPO产生调谐范围为898~911 nm,调谐分辨率优于1 nm,输出能量达1.85 mJ,重频1~10 Hz的近红外激光。利用该方案产生的900 nm波段激光,具有全固化、小型化、宽调谐、高调谐分辨率、高光束质量等优势,在光电对抗领域有着广泛的应用前景。

磁场辅助法快捷制备Fe_(3)O_(4)@C光子晶体柔性复合薄膜

本文采用垂直沉降法、自然沉降法、磁场辅助法将水热法合成的Fe_(3)O_(4)@C纳米粒子排列成Fe_(3)O_(4)@C光子晶体薄膜。结果表明:垂直沉降法制备光子晶体薄膜耗时长,制得的薄膜不均匀,且薄膜只能贴合在特定基底材料上,难以分离;自然沉降法相比垂直沉降法制得的光子晶体薄膜更均匀,但表面易存在不平整的现象,仍然易贴合在基底材料表面,强行分离会导致光子晶体薄膜破碎;磁场辅助法不仅能使Fe_(3)O_(4)@C纳米粒子在更短时间内排列出鲜艳的结构色,还能使Fe_(3)O_(4)@C纳米粒子在光固化聚氨酯丙烯酸酯内部排列形成周期性有序结构,使光子晶体不裸露在空气中,减少外界因素的干扰,提升光子晶体稳定性,制得厚度均匀、表面光滑的Fe_(3)O_(4)@C光子晶体柔性复合薄膜。对Fe_(3)O_(4)@C纳米粒子进行超声处理对于获得色彩鲜艳的结构颜色至关重要,只有经过超声处理去除表面杂质的Fe_(3)O_(4)@C纳米粒子才能在磁场的辅助下排列形成周期性有序结构显现结构色。磁场辅助法一定程度上缩短了光子晶体柔性薄膜的制备时间,通过磁场辅助法制得的光子晶体柔性复合薄膜更均匀且表面光滑,也提升了光子晶体的稳定性,有利于促进光子晶体在安全防伪、伪装涂层、传感器、太阳能电池、生物医学等更多领域的应用。

KTiOPO_4晶体缺陷的研究

本文报道了 KTiOPO_4晶体的宏观和微观缺陷,包括云层、开裂、生长扇形界、位错、位错墙和小角晶界等。

KTiOPO_4晶体表面特征的研究

本文报道了KTiOPO_4晶体各主要面的生长特征,由此推出各面的生长机制,并讨论了晶面圆台阶的特点和形成原因。

干涉法测量KTiOPO_4晶体的压电应变系数

我们用干涉法测量了 KTiOPO_4晶体的全部压电应变系数,结果为:d_(31)=-1.5,d_(32)=-2.1,d_(33)=4.6,d_(34)=4.0,d_(15)=9.3×10^(-12)C/N。

飞秒激光直写Nd:YVO4晶体包层波导激光

采用飞秒激光(500 kHz重复频率)直写技术,在Nd:YVO4晶体中制备了埋藏晶体表面以下的包层光波导.具体研究了脉冲能量、深度、扫描速度和飞秒激光偏振等写入条件对光波导性能的影响.1.06μm波长的激光在光波导中传播时,光波导的插入损耗低至2.4 dB.利用808 nm波长的激光泵浦,在室温下实现了1064 nm波长发射的连续波导激光器.对不同直径的光波导,均实现了多模光波导和波导激光.直径为60μm的波导产生的最大输出功率为143 mW,斜率效率为21.3%.利用微拉曼光谱对光波导进行了表征,激光直写轨迹处晶格被破坏,伴随折射率降低.

掺铈Cs_(2)BaBr_(4)晶体的生长和闪烁性能研究

以高纯度BaBr_(2)、CsBr、CeBr_(3)为原料,采用高温固相反应法合成了Cs_(2)BaBr_(4)∶1%Ce^(3+)多晶料,并通过坩埚下降法生长了Cs_(2)BaBr_(4)∶1%Ce^(3+)晶体。将晶体切割研磨抛光后得到不同厚度的Cs_(2)BaBr_(4)∶1%Ce^(3+)晶片。对晶体进行了物相分析,XRD图谱表明晶体为一致熔融物,且无相变。研究了晶体的闪烁性能,测试了光学透射率、光致发光、X射线激发发光、多通道gamma能谱、衰减时间。与LaBr_(3)晶体对比,分析了晶体的吸湿性。结果表明,晶体的光学透过率接近80%,在一定波段的紫外光及X射线的激发下,晶体在349与372 nm波长有发射峰。^(137)Cs源伽马射线的激发下,能量分辨率为11%,在紫外激发下,晶体衰减时间为21.9 ns。晶体的吸湿性比LaBr_(3)晶体有大幅改善。

Er^(3+)/Yb^(3+)/Pr^(3+):SrLaGaO_(4)晶体的光谱分析及中红外发射增强

采用非化学计量配比的提拉法成功生长出Er^(3+)/Yb^(3+)/Pr^(3+):SrLaGaO_(4)晶体、Er^(3+)/Yb^(3+):SrLaGaO_(4)和Er^(3+):SrLaGaO_(4)晶体并进行了详细的光谱分析,同时对纯的SrLaGaO_(4)晶体进行了热学性能分析。与Er^(3+):SrLaGaO_(4)晶体相比,Er^(3+)/Yb^(3+)/Pr^(3+):SrLaGaO_(4)晶体不仅展示了更好的吸收特性,而且还表现出较弱的近红外发射,以及优异的中红外发射;Er^(3+)/Yb^(3+)/Pr^(3+):SrLaGaO_(4)晶体中2.7μm铒激光下能级4I13/2的荧光寿命显著减少,而上能级4I11/2的寿命略微下降,成功抑制了自终止效应。此外,本工作还研究了Er^(3+)/Yb^(3+)/Pr^(3+):SrLaGaO_(4)晶体中Yb^(3+)的敏化作用和Pr^(3+)离子的去激活作用以及能量传递机制。总之,引入Yb^(3+)和Pr^(3+)有利于在Er^(3+)/Yb^(3+)/Pr^(3+):SrLaGaO_(4)晶体中实现增强的2.7μm发射,这使其成为中红外激光有前途的候选材料。

Er^(3+)掺杂CaYAlO_(4)晶体光谱和激光性能研究

采用提拉法成功生长出掺杂浓度(原子数分数)为15%和30%的Er∶CaYAlO_(4)晶体。研究了Er∶CaYAlO_(4)晶体偏振光谱性能和激光特性。测试了室温下晶体的偏振吸收光谱、偏振荧光光谱和荧光衰减曲线。CaYAlO_(4)基质的无序性使吸收谱和发射谱呈现宽带特征。15%Er∶CaYAlO_(4)晶体在σ偏振和π偏振的发射截面分别为1.22×10^(-20)cm^(2)(2712 nm)和0.71×10^(-20)cm^(2)(2754 nm),半峰全宽(FWHM)分别为152和167 nm。随着Er^(3+)掺杂浓度升高,4 I 11/2和4 I 13/2能级的荧光寿命均有不同程度的下降,而且上下能级寿命比值(τlower/τupper)大幅减小。能量传递上转换过程ETU1不仅可以抑制自终止效应还可以提高2.7μm辐射跃迁量子效率。974 nm LD泵浦源的激发下,透过率1.5%的输出镜对应的激光性能最佳。c切15%Er∶CaYAlO_(4)晶体在2720 nm处最大输出功率为358 mW,斜效率为15.4%。

KTiOPO_4晶体生长形态和生长缺陷研究

本文系统研究了助熔剂法生长的KTiOPO_4晶体的生长形态和生长缺陷,分析了云雾状包藏、添晶、生长条纹、生长扇形界及着色等宏观生长缺陷产生的原因,提出了工艺上的改进办法,本文还用化学侵蚀法在光学显微镇下观测到KTiOPO_4晶体各显现晶面的位错蚀象,计算了各晶面位错密度的相对大小。

4-氨基-3,7-双(1H-四唑-5-基)-[1,2,4]三唑并[5,1-c][1,2,4]三嗪(DTTA)的晶体结构和热稳定性

为深入研究新型含能材料4-氨基-3,7-双(1H-四唑-5-基)-[1,2,4]三唑并[5,1-c][1,2,4]三嗪(DTTA)的相关性能。采用核磁共振谱(1H NMR、13C NMR)、红外光谱(IR)、高分辨质谱(HRMS)和X-射线单晶衍射仪等分析仪器对化合物的结构进行了表征。通过溶剂挥发的方式,在DMSO溶液中得到了DTTA的溶剂化物DTTA·2DMSO的晶体结构。结果表明:DTTA·2DMSO属于单斜晶系,空间群为P 21/n,a=4.630 2(5)?,b=23.278(3)?,c=17.069(2)?,140 K时晶体密度ρ=1.561 g·cm-3。测得其25℃下的粉末密度ρ=1.811 g·cm-3。采用Hirshfeld表面对晶体中各种近相互作用进行了分析,晶体内占主导地位的是N…H&H…N作用,占比高达52.4%。采用热重及差示扫描量热仪联用(TG-DSC)研究了DTTA的热分解性能,分解峰温为287℃。对DTTA的理论爆轰性能进行了研究,计算爆速为8 419 m·s-1,计算爆压为24.8 GPa。采用BAM感度测试仪测试了其冲击感度为24 J,摩擦感度大于360 N。用Kissinger法与Ozawa法分别计算了其活化能EK为200.25 kJ·mol-1,r为0.99,EO为199.38 kJ·mol-1,r为0.99。DTTA的综合性能较优异,可以作为一种有潜力的高能量密度炸药使用。

Cs_(4)EuI_(6)∶Sm近红外闪烁晶体的生长及发光性能研究

随着长波敏感硅基光电探测器的发展,近红外闪烁晶体逐渐成为研究热点,其中Sm^(2+)掺杂的Eu^(2+)基卤化物晶体表现出优异的近红外发光性能。本文利用布里奇曼法成功制备了尺寸达到厘米级别的Cs_(4)EuI_(6)∶Sm近红外闪烁晶体,通过XRD、XPS和ICP-OES等手段研究了晶体的组分和结构。结果表明,Sm^(2+)成功掺入Cs_(4)EuI_(6)基质,且对基质的晶体结构无明显影响。在紫外和X射线的激发下,晶体主要呈现两个发光中心(Eu^(2+)和Sm^(2+)),发光峰位于450和840 nm左右,分别对应于Eu^(2+)和Sm^(2+)的5d→4f的跃迁发光,紫外激发下的Eu^(2+)和Sm^(2+)的荧光衰减寿命均处于微秒级别。结果表明,随着Sm^(2+)掺杂浓度的增加,发光波长由蓝光逐渐变为近红外光。同时系统研究了不同Sm^(2+)浓度掺杂对晶体发光性能、Eu^(2+)-Sm^(2+)能量传递及荧光寿命的影响,实验结果表明,改变Sm^(2+)掺杂浓度可以调控晶体的发光性能。

基于4-羟基间苯二甲酸和含氮杂环配体的Zn(Ⅱ)配合物的合成、晶体结构与荧光性质研究

在水热法条件下,4-羟基间苯二甲酸(H 2HPHA)和锌离子分别与1,2二(吡啶-4-基)乙烯(dpee)及4,4′-联吡啶(4,4′-bpy)反应得到了2个三维的配位聚合物[Zn(HPHA)(dpee)·(DMA)2]n(配合物1)和[Zn(HPHA)2(4,4′-bpy)2·DMA]n(配合物2)。用X射线单晶衍射测定了配合物的晶体结构,结果显示:配合物1属于单斜晶系,C2空间群,每个不对称单元由一个锌离子,一个4-羟基间苯二甲酸配体及一个1,2-二(吡啶-4-基)乙烯组成;配合物2属于单斜晶系,P12/c1空间群,每个不对称单元由两个锌离子,两个4-羟基间苯二甲酸配体及两个4,4′-联吡啶配体组成。荧光光谱分析结果表明:配合物1的最强激发峰和发射峰在分别在251和397 nm,配合物2的最强激发峰和发射峰分别在415和513 nm。热重分析表明两个配合物在室温下稳定。

大尺寸优质Cr^(3+)∶BeAl_(2)O_(4)晶体生长与性能研究

本文采用感应加热提拉法结合上称重自动控径技术,成功生长出大尺寸、高质量的翠绿宝石(Cr^(3+)∶BeAl_(2)O_(4))晶体。晶坯等径圆柱体尺寸达到ϕ70 mm×140 mm,晶坯质量超过2800 g。通过冷光源照射晶坯,发现晶坯中心区域ϕ10~15 mm存在气泡。采用5 mW绿光激光照射ϕ8 mm×130 mm的翠绿宝石晶体棒,晶体内部无散射颗粒。利用Zygo激光平面干涉仪对晶体棒进行测试,波前畸变为0.3λ@632.8 nm。用电感耦合等离子体原子发射光谱法测定了翠绿宝石晶体的铬离子掺杂浓度,并计算出轴向浓度梯度为0.5×10^(-4)~1.9×10^(-4)cm^(-1)(摩尔分数)。用Perkin Elmer Lambda-950紫外可见近红外分光光度计测试了不同掺杂浓度的翠绿宝石晶体在室温下的吸收光谱,并计算了吸收系数。这些研究结果为翠绿宝石晶体的应用提供了重要的基础数据。

高光束质量平-凸谐振腔Nd∶YVO_(4)激光器

采用一种由878.6 nm激光二极管(LD)端面抽运Nd∶YVO_(4)晶体,获得高光束质量的1064 nm脉冲激光输出。使用Matlab软件对晶体热透镜焦距进行模拟分析,并通过软件计算选取合适的平-凸谐振腔腔型,缓解热效应的同时获得最佳输出状态。泵浦功率为48 W时获得平均输出功率15.03 W的1064 nm连续光输出。通过磷酸钛氧铷(RTP)电光调Q的方式,在重复频率为10 kHz时获得了稳定的1064 nm脉冲激光输出,最大输出平均功率为8.78 W,动-静转化比为72.9%,脉宽为8.70 ns,光束质量因子为1.2。实验结果表明:利用波长878.6 nm作为泵浦源并采用平-凸谐振腔的方式,有利于缓解晶体的热效应、提高光束质量、获得基模脉冲激光输出。

6-氟-4-羟基-3-氧代-3,4-二氢喹喔啉-1(2 H)-羧酸叔丁酯的合成、晶体结构及抗肿瘤活性研究

喹喔啉类化合物由于具有显著的生物活性而被广泛应用于医药、化工领域,特别是抗癌药物研发领域。本文通过四步反应法首次合成了6-氟-4-羟基-3-氧代-3,4-二氢喹喔啉-1(2 H)-羧酸叔丁酯,经溶液结晶法获得其单晶体。晶体学分析表明,该化合物属单斜晶系,空间群C2/c,晶胞常数a=1.28663(10)nm,b=2.25249(17)nm,c=1.01564(7)nm,Z=8,ρ_(c)=1.359 g·cm^(-3),R=0.0538,R_(w)=0.1406。在B3LYP/6-311+G(2d,p)模式下使用密度泛函理论(DFT)计算了该化合物的最佳结构,与X射线单晶衍射确定的晶体结构基本一致。抗肿瘤活性研究表明其有良好的抗肿瘤作用。此外,通过DFT计算了分子的静电势和前沿分子轨道。

铒离子注入KTiOPO_4晶体卢瑟福背散射研究

稀土元素铒离子在光通信技术的发展中具有非常重要的作用.通过离子注入的方法把铒离子掺杂到KTiOPO4晶体,采用卢瑟福背散射技术分析了铒离子在注入晶体中的射程分布;对注入的KTiOPO4晶体进行退火处理,分析发现铒离子在KTiOPO4晶体中退火后的深度分布不再是高斯分布,是两个峰的分布.研究结果对铒离子注入KTiOPO4后的晶格缺陷、注入损伤分布等提供了重要的数据参考和理论依据.

基于4,5-咪唑二羧酸配体镉配位化合物的制备及性能

以4,5-咪唑二羧酸(H_(3)IDC)和四水合硝酸镉(Cd(NO_(3))_(2)·4H_(2)O)为原料,采用水热法制备了配合物{[Cd(H_(2)IDC)_(2)(H_(2)O)_(2)]·_(2)H_(2)O}_n(1)。采用单晶X射线衍射(SXRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)、荧光光谱(FL)对配合物1进行结构测定和表征。SXRD分析表明,配合物1属于单斜晶系P2_(1/n)空间群。在配合物1中,Cd(Ⅱ)离子与H_(2)IDC-阴离子和水分子配位形成六配位的八面体构型,并通过氢键进一步扩展形成三维结构。室温下的荧光光谱分析表明,当激发波长为296 nm时,配合物1在598 nm处有最强的发射峰。

Tl^(+)掺杂Cs_(2)BaBr_(4)晶体的闪烁性能

以高纯度BaBr_(2)、CsBr、TlBr为原料,采用高温固相反应法合成了不同掺杂量的Cs_(2)BaBr_(4):Tl^(+)多晶料原料,通过坩埚下降法生长了不同掺杂量的Cs_(2)BaBr_(4):Tl^(+)晶体。测试了晶体的闪烁性能,主要有光致发光、X射线激发发射谱及在紫外光激发下的衰减时间。结果表明,晶体在265 nm激发波长下测得发射光谱中可观察到两个Tl^(+)离子的发射峰,分别为366 nm和450 nm。在紫外激发下,Cs_(2)BaBr_(4):1%Tl^(+)、Cs_(2)BaBr_(4):2%Tl^(+)、Cs_(2)BaBr_(4):4%Tl^(+)晶体的衰减时间分别为1.6、1.7和1.35 us。本研究主要了对比不同Tl^(+)掺杂量的Cs_(2)BaBr_(4)的性能,为生长大尺寸探测用闪烁晶体的研究提供依据。

一种新1H-1,2,3-三唑-4-甲酰胺化合物的合成、晶体结构和氢键研究

合成了一种新的5-甲基-N,1-(二-对甲苯基)-1H-1,2,3-三唑-4-甲酰胺化合物并研究了晶体结构和氢键构成.通过元素分析、核磁共振、质谱、红外光谱对目标化合物进行了表征.化合物的化学式为C_(18)H_(18)N_(4)O,Mr=306.36,晶体属于单斜晶系P21/c空间群中,其晶胞参数为a=1.03251(3)nm,b=0.74042(2)nm,c=2.11902(6)nm,α=90°,β=99.1250(10)(°),γ=90°,V=1.59947(8)nm^(3),Dx=1.272 g5cm^(-3),Z=4.最终R值为0.0429.对目标化合物的芳香体系和氢键体系进行了讨论,并展示了分子晶体在不同平面方向的密堆积.