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半导体激光倍频晶体硫氰酸汞镉(CMTC)显微结晶的研究

袁多荣 , 钟真武 , 张吉果 , 段秀兰 , 郭世义 , 王新强 , 姜雪宁 , 许东 , 吕孟凯 , 方奇

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2001.02.001

采用显微结晶，系统地观察、研究了半导体激光(LD)倍频材料CMTC晶体在KCl/H2O的溶剂体系中，不同条件下的结晶习性。结果给出：在KCl浓度为3%～10%范围，pH值为3.0～4.3范围时，结晶形态规则，各项生长速度均匀，结晶透明；pH值为2.0～3.0条件下，z轴方向生长速度变快，a轴方向生长速度变慢；杂质严重影响了结晶的质量和外形；溶液稳定性随时间的增长和温度的升高而逐渐变差。本文分析了CMTC单晶生长和定向生长适宜的溶液条件和关键。

关键词: 硫氰酸汞镉晶体 , 激光(LD)倍频材料 , 显微结晶

YCOB晶体生长与激光倍频性能研究

罗军 , 钱世雄 , 范世Ji , 王锦昌 , 钟真武 , 徐家跃

无机材料学报

坩埚下降法沿＜０１０＞和＜００１＞方向生长了直径达到２５ｍｍ的完整透明的Ｃａ_４ＹＯ（ＢＯ_３）_３（ＹＣＯＢ）晶体．化学腐蚀结果表明，所生长晶体无孪晶或亚晶界等缺陷，晶体尾部的位错密度不超过１８００／ｃｍ^２测量了ＹＣＯＢ的透射光谱，其截止波长为２００ｎｍ进行了ＹＣＯＢ晶体对Ｎｄ：ＹＡＧ激光的二次倍频实验．通过与ＫＤＰ晶体对比，计算出ＹＣＯＢ晶体的有效非线性系数在Ⅰ型相位匹配方向（θ，φ）＝（６６．３°，１４３．５°）和（６５．９°，３６．５°）上分别为１．４５ｐｍ／Ｖ和０．９１ｐｍ／Ｖ；大于ＫＤＰ和ＬＢＯ晶体．在脉冲宽度１０ｎｓ的Ｎｄ：ＹＡＧ激光单脉冲辐射下ＹＣＯＢ晶体出现体损伤的激光损伤阈值不低于８５ＧＷ／ｃｍ^２．

关键词: YCOB , crystal growth , Bridgman method , second-harmonic generation , laser damage threshold

GdCOB晶体的坩埚下降法生长

钟真武 , 罗军 , 范世(马山豆) , 钱国兴 , 林雅芳 , 孙仁英

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2000.04.004

本文报道了非线性光学晶体Ca4GdO(BO3)3(GdCOB)的垂直Bridgman法生长.已获得直径25mm的高质量单晶.生长界面处的纵向温度梯度维持在30～40℃/cm,生长速度0.2～0.8mm/h.GdCOB晶体为二维成核的层状生长机制,易出现(111)及(20)解理面.讨论了影响生长的因素.保证原料配比准确和混料充分,减小温度波动和测温误差等是成功生长GdCOB晶体的重要因素.

关键词: 非线性光学晶体 , GdCOB晶体 , 垂直Bridgman法

CaYO(BO3)3晶体坩埚下降法生长

罗军 , 钟真武 , 范世(马豈) , 王锦昌

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2000.01.005

本文首次报道了Ca4YO(BO3)3(YCOB)晶体的坩埚下降法生长.在1600～1650℃炉温下,固液界面处的纵向温度梯度为40～60℃/cm,以0.2～0.6mm/h的生长速率,在近封闭的Pt坩埚中生长出了直径达25mm、长度超过50mm的完整透明YCOB晶体.介绍了生长工艺和原料制备,观察发现晶体中的主要宏观缺陷是包裹体.分析了包裹体生成的原因.

关键词: 布里奇曼法 , Ca4YO(BO3)3晶体 , 非线性光学材料 , 包裹体

蓝紫光倍频材料硫氰酸汞镉晶体生长动力学和机理的研究

程振祥 , 于锡玲 , 张树君 , 孙大亮 , 钟真武 , 袁多荣

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2000.04.003

利用倒置相差显微镜观察了用于蓝紫光倍频的硫氰酸汞镉晶体(CdHg(SCN)4)在3%的KCl溶液中的生长形貌:在(100)面上呈现为生长直线台阶列,在锥面上呈现生长丘.在溶液循环流动的情况下测量了晶体的生长速率,发现晶体在过饱和度低于2.5%时不生长.计算了晶体不同面的界面相变熵因子.通过三者综合分析得到晶体为多二维成核生长机制.

关键词: 生长动力学 , CMTC晶体 , 生长丘 , 表面形貌

新型非线性光学晶体Ca₄RO(BO₃)₃的研究进展

罗军 , 钟真武 , 范世Ji , 王锦昌

无机材料学报

作为新型非线性光学材料，钙－稀土硼酸盐晶体Ｃａ_４ＲＯ（ＢＯ_３）_３（Ｒ－Ｌａ^３＋、Ｎｄ^３＋、Ｓｍ^３＋Ｇｄ^３＋Ｙ^３＋Ｅｒ^３＋、Ｔｂ_３^＋、Ｌｕ^３+）近来引起了广泛的重视．该系列晶体属非中心对称的单斜晶系，空间群Ｃｍ．本文综述了上述晶体的结构和生长研究的进展。总结了晶体的线性光学／非线性光学性能以及掺杂晶体的激光自倍频性能，指出这些晶体在非线性光学领域潜在的应用前景．

关键词: Ca₄RO（BO₃）₃（R－稀土） , nonlinear optical crystal , crystal growth , frequency conversion

新型非线性光学晶体 Ca4RO(BO3)3的研究进展

罗军 , 钟真武 , 范世(马岂) , 王锦昌

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2000.01.001

作为新型非线性光学材料,钙-稀土硼酸盐晶体Ca4RO(BO3)3(R--La3+、Nd3+、Sm3+、Gd3+、Y3+、Er3+、Tb3+、Lu3+)近来引起了广泛的重视. 该系列晶体属非中心对称的单斜晶系,空间群Cm. 本文综述了上述晶体的结构和生长研究的进展,总结了晶体的线性光学/非线性光学性能以及掺杂晶体的激光自倍频性能,指出这些晶体在非线性光学领域潜在的应用前景.

关键词: Ca4RO(BO3)3(R--稀土) , 非线性光学晶体 , 晶体生长 , 频率变换

Nd:GdxY1-xCa4O(BO3)3晶体的生长及其光谱性能研究

周娟 , 罗军 , 钟真武 , 华王祥 , 范世

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2001.03.007

利用熔体提拉法生长了大尺寸，高质量的新型激光自倍频晶体Nd:GdxY1-xCa4O(BO3)3(简称Nd:GdYCOB)。对Nd:GdYCOB晶体的XRD衍射图进行指标化，得到它的晶胞参数为α＝8.080A;b＝16.016A;c＝3.538A ; β＝101.18°;v＝491.1A3。对取自不同部位的晶体粉末进行ICP原子发射光谱分析表明晶体整体组份均匀一致，根据熔体和晶体粉末的ICP数据计算，Nd:GdYCOB晶体中Nda+的分凝系数为0.63。首次报道了Nd:GdYCOB晶体200～3000nm室温透过光谱和室温荧光光谱及荧光寿命。室温透过光谱表明Nd:GdYCOB晶体的紫外吸收边在～220um，具有很宽的透光波段(～220～2700nm);Nd:GdYCOB晶体在800nm附近存在很强的吸收，适合于LD泵浦。荧光光谱表明Nd:GdYCOB晶体是一种很有潜力的RGB(red,green,blue)激光自倍频晶体。掺杂4％、5％Nd:GdYCOB晶体的荧光寿命分别为105ps和100μs.

关键词: Nd:GdxY1-xCa4O(BO3)3晶体 , 激光自倍频晶体 , 提拉法生长 , 光谱 , RGB

YCOB晶体生长与激光倍频性能研究

罗军 , 钱世雄 , 范世驰 , 王锦昌 , 钟真武 , 徐家跃

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2002.02.005

坩埚下降法沿＜010＞和＜001＞方向生长了直径达到25mm的完整透明的Ca4YO(BO3)3(YCOB)晶体.化学腐蚀结果表明,所生长晶体无孪晶或亚晶界等缺陷,晶体尾部的位错密度不超过1800/cm2.测量了YCOB的透射光谱,其截止波长为200nm.进行了YCOB晶体对Nd:YAG激光的二次倍频实验.通过与KDP晶体对比,计算出YCOB晶体的有效非线性系数在Ⅰ型相位匹配方向(θ,φ)=(66.3°,143.5°)和(65.9°,36.5°)上分别为1.45pm/V和0.91pm/V,大于KDP和LBO晶体.在脉冲宽度10ns的Nd:YAG激光单脉冲辐射下YCOB晶体出现体损伤的激光损伤阈值不低于85GW/cm2.

关键词: YCOB , 晶体生长 , 坩埚下降法 , 二次倍频效应 , 激光损伤阈值