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Ho3+掺杂Sc2SiO5激光晶体生长与光谱性能研究

李璇 , 麻尉蔚 , 马凤凯 , 狄聚青 , 郑丽和 , 姜大鹏 , 苏良碧 , , 徐军

人工晶体学报

采用提拉法分别生长了具有高光学质量的0.5at%和1.0at%的Ho∶ Sc2SiO5(Ho∶ SSO)激光晶体.研究表明晶体空间群为C2/c,晶胞参数为a=0.99723 nm,b=0.64261 nm,c=1.16843 nm,β=103.9°.Ho3+在SSO基质中的分凝系数为0.82.Ho∶ SSO晶体在2085nm处发射截面为1.12×10-20 cm2,发射光谱呈现一个1850~2150nm的宽发射带.当粒子数反转比率β=0.25时,增益截面σg即开始出现正增益.综合评估了晶体的激光性能,表明Ho∶SSO晶体是一种有潜力的2μm波段激光介质.

关键词: Sc2SiO5 , 激光晶体 , 提拉法 , 分凝系数 , 发射光谱

高温相偏硼酸钡(α-BaB2O4)晶体的缺陷行为分析

李新军 , 邹宇琦 , 陈杏达 , 徐军 , , 田玉莲 , 黄万霞

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2002.02.009

运用同步辐射X射线白光形貌研究了α-BaB2O4晶体内部的完整性,并分析了α-BaB2O4晶体的缺陷行为及缺陷形成原因.在(001)面发现生长扇界和亚晶界,而在(100)面和(120)面分别观察到了位错、位错簇以及针状包裹体.使用双晶衍射实验发现在(001)面有生长条纹,这些生长条纹呈环形,该条纹与熔体中温度波动而导致的生长速率波动有关.运用白光形貌拍摄到高清晰的劳埃斑,表明晶体为三方结构.

关键词: α-BaB2O4晶体 , 同步辐射白光X射线形貌术 , 双晶衍射 , 缺陷

浮区法生长Lu2Si2O7∶Ce晶体的缺陷、光学和闪烁性能研究

冯鹤 , 任国浩 , 丁栋舟 , 李焕英 , 徐军 , , 徐家跃

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2013.12599

通过浮区法制备得到LPS∶0.5%Ce单晶样品,并对其包裹体、开裂、闪烁和光学性能进行了研究,获得了晶体的电子探针谱、透过谱、77~500 K下的紫外激发发射谱、X射线激发发射谱和77~500 K下的衰减时间谱.研究发现晶体中存在解理开裂和热应力开裂,同时存在两种类型的包裹体,分别包含[5i3O9]6-、[SiO3]n2-阴离子团和过量的SiO2.由于采用空气为生长气氛,样品中部分Ce3+被氧化为Ce4+.浮区法LPS∶0.5%Ce表现出较高的发光效率,约为32000 ph/MeV.随着温度的升高,样品的紫外激发发射谱逐渐向长波方向移动,发射谱谱线随着温度的升高展宽,导致自吸收的增加.衰减时间的温度转变点位于450 K,表明LPS:Ce闪烁晶体适用于高温环境,是一种性能优异的闪烁晶体.

关键词: Lu2Si2O7∶Ce , 浮区法 , 单晶 , 缺陷 , 闪烁性能

Al3+/Yb3+/p5+掺杂对石英玻璃紫外透过和紫外激发荧光的影响

邵冲云 , 许文彬 , 刘力挽 , , 胡丽丽 , 周秦岭 , 王世凯

无机材料学报 doi:10.15541/jim20150200

采用溶胶-凝胶法结合高温真空烧结工艺制备了不同浓度的Al3+/Yb3+/p5+掺杂石英玻璃.研究了p5+和Al3+的引入对Yb3+掺杂石英玻璃紫外透过和紫外激发荧光光谱,以及Yb4d电子结合能的影响,并初步探索了其机理.研究结果表明,Al3+/Yb3+/p5+掺杂石英玻璃在190~300 nm波段的吸收主要来源于O2-→Yb3+的电荷迁移吸收,其谱带位置和Yb4d电子结合能随Yb3+的第二配位元素(Al、Si、P)电负性增大向高能方向移动.真空烧结条件下,引入Al3+会引发石英玻璃中Yb3+还原为Yb2+,其典型的吸收峰位于330 nm处;然而,在Al3+/Yb3+共掺的基础上再引入P5+,且P5+/Al3+摩尔比大于1时,可以有效抑制Yb2+的形成.紫外光激发引起的近红外发光(976 nm)是电子从电荷迁移态弛豫到Yb3+激发态向基态跃迁的结果,可见发光(525 nm)归因于Yb2+的5d→4f跃迁.本文研究结果对通过优化工艺和调整组分制备出高性能的Yb3+掺杂光纤具有一定的指导意义.

关键词: Yb3+掺杂石英玻璃 , 紫外吸收带 , 电荷迁移 , Yb2+

Ti:Al2O3透明多晶陶瓷光谱特性分析

, 曾智江 , 徐军 , 苏良碧

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2005.05.019

采用传统无压烧结工艺制备出透明性良好的掺Ti氧化铝陶瓷;测定了该陶瓷的吸收光谱、荧光光谱和激发光谱.结果表明,掺Ti氧化铝透明陶瓷样品在Mg与Ti掺入离子的摩尔比(NMg/NTi)较小时,表现出Ti3+离子的490nm特征吸收峰,即2T2→2E跃迁产生的宽带吸收;NMg/NTi较大时,陶瓷样品吸收光谱中不存在Ti3+离子吸收,其250nm处吸收为O2-→Ti4+的转移吸收.掺Ti氧化铝透明陶瓷样品Ti3+离子的发射谱线与单晶的相吻合,同时Ti3+在氧化铝陶瓷中分布很均匀,且Ti3+浓度较高时仍处于未畸变的八面体格位当中.氢气氛下烧结的陶瓷样品因MgO添加剂的存在而在410nm处产生Ti4+离子荧光发射;而280nm、420nm左右的荧光发射分别是由F+和F心造成的.

关键词: Ti:Al2O3透明陶瓷 , 激光陶瓷 , 光谱性质

泡生法生长掺碳钛宝石激光晶体的研究

胡克艳 , 徐军 , 汪传勇 , 李红军 , 邹宇琦 ,

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.12164

钛宝石激光晶体在现代高功率激光领域具有重要的应用价值, 但大尺寸、高品质的晶体生长仍是当前钛宝石应用面临的重大难题. 本文研究了泡生法技术生长大尺寸掺碳钛宝石激光晶体, 结果显示, 泡生法生长得到的直径180 mm、30 kg的钛宝石没有出现应力集中的开裂等宏观缺陷现象, 钛离子在晶体中分布均匀接近理论值, 晶体的FOM值达到200. 该研究对低红外残余吸收, 高品质因素、大尺寸钛宝石激光晶体的生长应用具有重要的现实意义.

关键词: 泡生法; 掺碳; 钛宝石激光晶体

气相平衡扩散法制备β-BBO薄膜

李利民 , 刘军芳 , , 周国清 , 徐军

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2005.05.018

用气相平衡扩散(VTE)法在α-偏硼酸钡单晶衬底上成功地制备出β-偏硼酸钡薄膜.使用X射线衍射技术(XRD)测试了样品的衍射峰,并比较了不同温度、不同保温时间、不同衬底方向对薄膜的影响.

关键词: β-偏硼酸钡薄膜 , 气相平衡扩散 , 制备工艺

Cr4+在Al2O3透明陶瓷中的发光行为

, 曾智江 , 徐军 , , 苏良碧

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2006.03.034

采用传统无压烧结工艺制备出透明性良好的掺Cr的Al2O3透明陶瓷;测定了其吸收光谱和荧光光谱,发现在Al2O3六配位的八面体结构中,除了有Cr3+离子的特征吸收峰外,由于有Mg2+的电荷补偿作用,也有Cr4+离子,Cr4+的荧光发射峰位于1223nm附近,与Cr4+在四面体中的发光行为一致.但其荧光发射峰较窄,半高宽△λ仅为37nm.

关键词: Al2O3透明陶瓷 , 荧光性能 , 八面体 , 四价铬离子

La2O3对氧化铝透明陶瓷显微结构和透光性能的影响

, 曾智江 , 徐军 , , 丁君

中国稀土学报

采用传统无压烧结工艺在氢气氛下制备Al2O3透明陶瓷. 实验结果表明: MgO和La2O3复合添加时, 随着La2O3掺杂量的增加体积密度总体上保持上升的趋势. 随着保温时间的延长, 陶瓷的致密化程度增大, 残余气孔逐步排出, 晶粒进一步长大. 采用La2O3和MgO复合添加比单独掺入MgO陶瓷样品透过率更高, 掺杂效果更好. 在烧结温度为1750 ℃, 保温时间为1 h条件下, 在波长为300~800 nm测试范围内, 陶瓷样品的全透过率大于82%, 最大值为86%.

关键词: 无机非金属材料 , 氧化铝 , 透明陶瓷 , 显微结构 , 氧化镧 , 稀土

导模法蓝宝石单晶的位错缺陷及其力学性能的研究

胡克艳 , 唐慧丽 , 王静雅 , 钱小波 , 徐军 ,

人工晶体学报

采用导模法生长了a向,尺寸为60 mm ×5 mm ×300 mm的蓝宝石单晶片,采用化学腐蚀-金相显微镜法观测了其(0001)晶面的位错特征,并且采用INSTRON-1195万能试验机测试了抛光样品的弯曲强度.结果显示:当晶体中位错缺陷分布均匀时,在外部弯曲应力下,蓝宝石晶体发生特定晶面的高强解理断裂,位错密度的升高对蓝宝石弯曲强度没有明显损害作用.然而当晶体中出现位错密排结构时,蓝宝石单晶常温弯曲强度迅速下降.

关键词: 导模法 , 蓝宝石 , 位错缺陷 , 弯曲强度

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