静电纺丝法合成Fe掺杂一维NiO纳米纤维及其丙酮气敏性能的研究

采用静电纺丝工艺制备出不同Fe掺杂比例的一维NiO纳米纤维粉体。研究了不同Fe元素掺杂对一维NiO纳米纤维粉体的微观形貌、结构以及丙酮气敏性能的影响,测试结果表明:当Fe元素掺杂浓度较低时,Fe掺杂一维NiO纳米纤维粉体晶体结构未发生变化,均为立方相结构。不同比例Fe元素掺杂NiO粉体均具有良好的一维形貌。与一维NiO纳米纤维纳气敏性能相比,Fe掺杂Ni O纳米纤维粉体的最佳气敏工作温度更低,灵敏度更高,气体选择性相应更好,当Fe元素掺杂量为4%时,一维NiO纳米纤维材料对丙酮气体具有最佳的气敏特性。工作温度为300℃时,纳米纤维对100 ppm丙酮气体灵敏度达到23.2,随着丙酮气体浓度增加,Fe掺杂一维NiO纳米纤维粉体的气敏响应灵敏度呈上升趋势。一维NiO纳米纤维气敏性能的改善可归因于Fe元素掺杂促使NiO粉体的缺陷增多,可以为气敏反应提供更多的反应点,从而提高了其气敏性能。

双晶电光Q开关消光比的研究

双晶匹配电光Q开关能够利用晶体的最大有效电光系数,大幅降低半波电压,具有重要的应用价值,但其消光比易受多种因素的制约。系统分析了影响双晶电光Q开关消光比的各个因素,建立了包含光学不均匀性、晶向偏离、两晶体温度变化、长度偏差及温差等参数的系列相位延迟公式,由此分析计算了各因素的容差范围。结果表明:光学不均匀性、两晶体的长度偏差和温差是影响消光比的关键因素;当仅考虑单一变量时,消光比与此变量的平方成反比;同时,晶体长度对消光比也有显著影响,当光学不均匀性、晶向偏离、温差一定时,消光比与晶体长度的平方成反比。制备了两种不同尺寸的双晶钽酸锂电光Q开关,实验证实长度较短的Q开关的双晶匹配质量更好,消光比更高,其消光比主要受光学不均匀性的限制。研究结果可为高消光比双晶电光Q开关的研制提供重要指导。

铌酸锂晶体低温电光调Q性能的影响因素研究

对铌酸锂(LN)电光Q开关低温性能大幅降低且原因不明的问题进行了系统研究。提出并搭建了高低温锥光干涉测量装置,通过检测多块晶体的低温光学均匀性,发现低温下LN晶体通光口径内不同区域的双折射特性发生了不同变化,但分布具有规律性,各晶体双折射特性变化的程度不同,与低温调Q输出相吻合。结合低温下可能影响双折射特性的各因素进行了分析,模拟了晶体中热释电电场的分布,发现由该电场引起的锥光干涉图样的变化及其分布规律与低温锥光干涉测量结果一致,由此探明热释电电场是影响低温调Q性能的主要因素,其与热释电系数和电导率有关。对LN晶体进行热化学还原处理,使其电导率提高约4.9倍,实验证实其低温光学均匀性得到明显改善,低温调Q性能得到显著提高,在-30℃以上时动静比可达常温时的90%以上,-40℃时动静比为常温时的80%。研究结果对高温度稳定性LN电光Q开关的研制具有重要指导意义。