一、提拉法生长Yb:YAG晶体及其性能表征（论文文献综述）
朱孟辉[1]（2021）在《镱离子掺杂硼酸钪和钨酸锶晶体的生长及其性能研究》文中提出激光,即受激辐射光放大,具备亮度高、单色性、相干性和方向性好等特性,在军事对抗、机械加工、显示、医疗等诸多领域中都能够发现激光技术的活跃身影。自其诞生以来,经过60余年不断的发展和突破,激光技术已经获得了巨大进步,无时无刻不在深刻影响着人们的生活。未来,激光技术将是推动人类社会发展和科学进步的技术链中的重要一环,会在更多应用领域发挥其不可替代的作用和价值。激光器由泵浦源、增益介质、谐振腔构成。其产生的物质基础是增益介质,其中激活离子的种类确定了输出波长和应用领域。全固态激光器的增益介质是固体,以激光晶体、玻璃、陶瓷为主,具有体积小、结构紧凑、结构简单等优势,符合高集成、“功能复合材料器件一体化”的趋势,成为当前激光器研究的一大热门方向。其中,稀土离子掺杂的激光晶体是一类优秀的增益介质,受到广泛关注。镱离子（Yb3+）是一种重要的稀土激活离子,其发射峰集中在近红外1 μm附近。虽然人们对Yb3+掺杂激光晶体的研究起步较早,但是受限于当时的泵浦源条件而进展缓慢。直至二十世纪九十年代,得益于高功率InGaAs激光二极管技术的进步,Yb3+掺杂激光晶体的输出功率和效率得到显着提升,后来不断发展,目前已经成为一类不可或缺的增益介质。Yb3+作为激活离子具有独到的优势,其能级结构简单,无激发态吸收,可实现高掺等。此外,Yb3+的4f电子受外层电子的屏蔽较小,电子跃迁容易与晶格振动产生相互作用,即电子-声子耦合作用,进而改变辐射发光的能量传递过程,产生光谱展宽和新的辐射波长等现象,有利于实现超短超快激光输出。因此,研究Yb3+掺杂晶体的光谱展宽机制和电子-声子耦合效应对高性能超快全固态激光器的发展具有重要意义。在阴离子基团中,硼酸根离子（BO3）3-的键长最短,在稀土离子中,钪（Sc3+）的离子半径最小,因此ScBO3基质晶体中晶体场效应强,是获得大脉冲能量激光的理想增益介质。另外,B—O键的离子性非常大,Yb:ScBO3晶体中电子-声子耦合作用明显,光谱展宽效应增强,有望实现近红外超短脉冲激光输出及边带发射。SrW04是一种常见的拉曼激光增益介质。Yb:SrWO4晶体中存在不等价取代产生的多种电荷补偿缺陷,导致其发射光谱产生非均匀加宽,同时又存在电子-声子耦合效应产生的均匀加宽,使其同样具有宽的发射光谱,有利于获得近红外宽带调谐及超快激光输出。但是,受限于晶体较高的熔点和B2O3的强烈挥发,目前光学级Yb:ScBO3晶体的生长仍然是一个挑战,对晶体的光学性质研究尚显不足。Yb:SrWO4晶体目前也仅有物理性质和基本光谱性质的报道,未对其谱线展宽机制和激光输出潜力等问题进行深入研究。因此,生长高质量晶体,研究这两种宽光谱Yb3+离子掺杂激光晶体的谱线加宽机制对未来激光输出实验具有重要意义。本论文立足于Yb:ScBO3和Yb:SrWO4两种激光晶体,优化晶体生长参数,分别使用光学浮区法和提拉法生长了 Yb:ScBO3和三种掺杂水平的Yb:SrW04晶体,测定并分析了其结构及热学性质,测试了吸收和发射光谱,分析了各自的光谱展宽机制,明确了电子-声子耦合效应和电荷补偿对光光谱展宽的作用,为后续激光输出工作奠定了基础。论文主要内容如下:（一）Yb:ScBO3晶体生长和光谱性质研究采用光学浮区法生长了 Yb:ScBO3晶体,详细分析了转速、温度、气氛等生长参数对晶体结晶情况的影响。通过平衡晶体生长速度、H3BO3用量和O2含量的关系,在H3BO3过量总质量的6 wt%,生长速度为0.2 mm/h,转速为17.5 r/min的条件下,在50%O2+50%Ar气氛中生长得到了掺杂浓度为10 at.%的Yb:ScBO3单晶,结晶区域约为5mm×3 mm×2mm。使用X射线粉末衍射对所得到的Yb:ScBO3晶体开展了物相分析测试,通过Rietveld结构精修得到实际Yb:ScBO3晶体的晶胞参数,分析了 Yb3+的掺杂对ScBO3晶体的晶胞参数产生的影响。测试了 Yb:ScBO3的室温吸收光谱并计算了吸收截面,以波长为893 nm的氙灯为泵浦源,测试了不同温度条件下的荧光光谱,并使用Fuchtbauer-Ladenburg（F-L）法计算了对应发射截面。计算了增益截面并得到了有效正增益波长范围。计算了黄昆-里斯因子S,结果表明Yb:ScBO3晶体中存在较强的电子-声子耦合效应,对光谱的均匀加宽有重要作用。（二）Yb:SrWO4晶体生长和物性研究采用提拉法生长了 Yb3+离子理论掺杂浓度为0.5 at.%,1 at.%,5 at.%的Yb:SrWO4晶体,对晶体的结构、组分、密度和热学、光学性质等进行了系统地分析。XRD测试表明所生长的Yb:SrWO4晶体具有较高的纯度和良好的单晶性。摇摆曲线表明晶体具有较高的光学质量。Rietveld结构精修分析了因Yb3+离子的掺杂浓度的不同而导致的晶胞参数变化规律。测试了三组晶体的组分,得到了晶体的实际掺杂浓度及化学式,计算了有效分凝系数。测定了不同Yb3+掺杂浓度Yb:SrWO4晶体的比热容、热膨胀系数、热扩散系数和热导率,分析总结了晶体热学性质随温度和掺杂浓度的变化规律,计算了晶体密度随温度的变化曲线以及热冲击系数。测定了不同掺杂浓度Yb:SrWO4晶体的室温非偏振、偏振透过光谱、荧光寿命和室温偏振荧光光谱。根据透过光谱数据算得了偏振吸收截面,使用倒易法计算了偏振发射截面,使用波长为976 nm的光纤耦合二极管激光器作为泵浦源测试了三组Yb:SrWO4晶体的室温和低温（77 K）荧光光谱,并计算了黄昆-里斯因子S。结果表明,不同掺杂浓度Yb:SrWO4晶体的吸收和发射光谱均具有明显的偏振特性,最大吸收波长为969 nm,最大吸收截面为1.49×10-20 cm2,最大发射波长为1003 nm,最大发射截面为1.75×10-20 cm2。发射带宽为 150 nm,半峰宽为 50.84 nm,宽于 Yb:KLu（W04）2、Yb:NaY（WO4）2和Yb:NaGd（WO4）2等常见的钨酸盐激光晶体。Yb:SrWO4晶体的光谱展宽机制可归因于电荷补偿缺陷产生的非均匀加宽和电子-声子耦合产生的均匀加宽的协同作用。以上结果说明Yb:SrWO4晶体兼具宽光谱和优良的热学性能,是一种具有应用潜力的高功率超快激光增益介质。
朱孟辉,路大治,梁飞,张怀金[2]（2021）在《掺镱钨酸锶晶体的生长及其性能表征》文中研究指明镱离子掺杂晶体材料是一类优秀的固体激光增益介质,已获得广泛应用。使用提拉法生长了不同镱离子掺杂浓度的钨酸锶（Yb∶SrWO4）晶体,通过X射线粉末衍射仪测定了其单晶结构,对粉末衍射数据精修得到了其晶胞参数。使用X射线荧光光谱法测定了晶体中镱离子的实际掺杂浓度,结果表明Yb∶SrWO4晶体中Yb3+离子存在掺杂上限,随着Yb3+离子掺杂浓度增加,晶体中主要的电荷补偿机制变为基质阳离子空位。同时,Yb∶SrWO4晶体的比热、热膨胀系数、热导率与纯钨酸锶（SrWO4）晶体相比无明显变化,在钨酸盐系列晶体中热学性能优良。上述结果表明Yb∶SrWO4晶体是一种具有一定应用潜力的固体激光增益介质。
王孚雷[3]（2020）在《基于压电效应的集成式压力传感系统研究》文中指出压力传感器作为触觉传感的核心部件,要求对机械力进行精确、稳定的探测和反馈,是人机交互系统发展的关键,在工业机器人、电子皮肤等领域应用广泛。因此,研究和设计高稳定性、高灵敏度的压力传感器是当前国际科研的热点。压力传感器与高速芯片、航空发动机等核心器件的制备一同被评为中国科技界亟待解决的35项卡脖子技术。其中,基于压电效应的压力传感器,因其具有压力经由压电材料快速转换为电信号的特性,具备无需外接电源供电的优点,成为研究领域最受关注压力传感器之一。压力经压电材料可以转换为电信号,通过电信号的检测实现压力传感,也可以结合材料的发光特性,利用其产生的压电信号原位激发压力发光的现象,通过光信号的检测实现压力传感。基于这两种信号模式,人们开发了压电式压力传感器和压光式压力传感器。传统的压电式压力传感器是通过体块压电材料实现压电转换,存在转化效率低、压力探测灵敏度差的缺点,通过微纳结构的压电材料可实现高效率压电响应,在动态微压力信号的测量方面表现突出优势,但是其电信号弱,对信号的检测提出了很高的要求。因此高效的弱电信号放大系统对提高传感器的灵敏度具有重要作用,但是信号放大系统的复杂性导致集成高转换效率的微纳结构压力传感单元和稳定的弱信号探测系统面临较大的难度。因此,设计和构建简单高效的信号放大系统是制备高灵敏压力传感器的关键,是发展便携式压力探测设备的基础。压光式压力传感器是利用压光材料将压力转换为光信号输出的传感器类型,其发光强度与压力大小在一定范围内存在线性关系,光信号的特殊性使其在触觉成像、应力分布等方面展现了重要的应用,并在信息安全相关领域发挥了重要的作用。压光效应是一个普遍存在的物理现象,目前所发现的无机压光材料均具有压电特性,因此其发光机理的关键步骤多被认为是压电电场的作用使被陷阱能级捕获的电荷载流子释放,但是对于发光过程的机理以及压电电场对陷阱能级的作用方式尚未形成公认的理论模型来解释。进一步研究压电电场调控下的压力发光过程和机理,在压光式压力传感器的开发和应用上具有重要意义。此外,针对发光光谱特性及微加工对材料的要求,探索高性能的新型压光材料,是批量化制备高性能的压光式压力传感器的材料基础。因此,本论文基于压电效应的力-电转化原理,通过构建高性能压电纳米阵列,结合高性能的弱电信号放大系统,实现了基于电信号测量压电式压力传感器的制备与应用;通过对压电电场调控压力发光现象的研究,探讨了压力发光的原理,提出并构建了集成式电场增强压力发光的压光式压力传感器;此外,针对压力发光存在的阈值高、亮度低、加工均匀性差等问题,开展了新型压光材料的探索性研究,并利用提拉法生长了大尺寸体块单晶材料用于压光式压力传感器的研究。主要研究内容和成果如下:（1）基于压电效应的力-电信号转换和场效应管的电信号检测,设计制备了高灵敏的压电式压力传感器:研究了氧化锌（ZnO）纳米柱在氧化铟锡（ITO）柔性导电基底上的成核与生长机制,利用水热合成法在柔性衬底上制备大面积的ZnO纳米柱阵列。利用压电力显微镜（PFM）、开尔文力显微镜（KPFM）等表征手段研究在ITO基底上的ZnO纳米柱阵列的压电性能。基于柔性基底上的ZnO纳米柱一维阵列的微纳结构,形成压电响应传感单元。研究了二维材料硒化铟（2D-InSe）所制备的场效应晶体管（FET）的电学性质,讨论了 FET的电信号放大功能,验证了所得2D-InSe基FET的电学特性和稳定性,获得了性能优良的电信号探测单位。基于压电电子学效应,集成ZnO压电纳米阵列与2D-InSe基FET器件,将ZnO纳米柱阵列的压电传感单元所产生的电信号用作调控InSe基FET的栅极电压,通过检测FET的源漏电流,实现对微弱压电信号的分析,进而实现对微小压力的检测。纳米阵列合成技术实现压电性能优良的压电材料制备,结合半导体微加工技术制备电信号放大的电学器件,最终获得高灵敏探测的压电式压力传感器,所得到的压力传感器可以探测到0.1 g的负载重量,即0.00098N的压力,同时对应0.22mV的压电转换形成的微弱电势。研究中所提出的压电信号产生单元与信号放大单元为分体式设计,既有利于实现柔性部分的可穿戴功能,又能避免电信号放大系统受到外力作用时影响信号输出的稳定性,该研究拓展了压电电子学的应用,在机器人、电子皮肤、可穿戴电子器件和物联传感方面具有重要的应用价值。（2）基于压光效应的力-光信号转换,设计制备了压力发光现象增强的压光式压力传感器:利用铜锰共掺硫化锌（ZnS:Cu,Mn）压光材料和聚偏氟乙烯（PVDF）透明压电薄膜,设计了三明治结构的柔性压光式压力传感器,利用非接触式的光信号定量探测系统,建立压光式压力传感器发光强度与受力大小的函数关系,确立压力探测的光谱学对应传感关系。通过研究ZnS材料的压电特性,讨论压光效应的产生机理,验证了 ZnS材料的压光效应来源于材料的本征压电效应为被陷阱能级捕获的束缚态载流子提供了驱动力,促进了载流子的释放与复合产生了压光效应这一观点。在此基础上,利用ZnS:Cu,Mn/PVDF的多层三明治结构,将PVDF所产生的压电电场施加在ZnS:Cu,Mn压光材料上,实现了显着的发光增强,引入PVDF层的压光式压力传感器比无PVDF层的器件的压力发光强度提高了约85%,实现了该压光式压力传感器对于压力探测灵敏度的提高,进一步证明了压光效应是在压电电场驱动下形成的束缚态载流子的释放与复合。这种力-电-光实时转化的压光式压力传感器,检测分辨率高、无须依靠外部电源供电,可以实现非接触式的信号探测,制备方法简便、成本低,在触觉成像、应力分布等领域具有广阔的应用。（3）开展了新型压光材料的探索性研究:采用固相反应法制备了掺镨铌酸锂（Pr:LiNb03）多晶颗粒,利用压电力显微镜对Pr:LiNb03多晶颗粒的压电信号进行了测试,结合光致发光测试等对压光材料掺杂发光中心进行研究,分析Pr:LiNb03多晶颗粒的压力发光机理,发现此材料通过365 nm紫外光预处理后,压力发光的波长为619 nm,且其压力发光的压力阈值很低。利用提拉法制备了大尺寸的Pr:LiNb03单晶,研究Pr:LiNbO3单晶材料的光致发光和压力发光性能,为探索新型压光材料提供了研究方向。研究为实现材料本征压力发光效率的提升,满足对发光光谱特性及微加工对材料的要求,提升压力探测灵敏度和器件稳定性,以及为批量制备高性能的压光式压力传感器提供材料基础。
明舜[4]（2020）在《超薄激光晶体固结磨料研磨抛光研究》文中认为钇铝石榴石（YAG）晶体具有晶场分裂能高、易于稀土离子掺杂、光转效率高和长时间工作不产生色心等优点,是应用最广泛的激光晶体之一;以超薄YAG晶体为增益介质的薄片激光器广泛应用于激光点火、测距、导弹拦截、轨道空间碎片清理、医学美容等军事、国民经济领域。固结磨料研磨抛光技术具有平坦化能力优、对抛光液依赖性小、对工件形貌选择性高、工艺可控性强等优点。本文采用固结磨料研磨抛光YAG晶体,探索适合YAG晶体加工的固结磨料研磨垫和抛光垫,研究固结磨料研磨和抛光YAG晶体的优化工艺参数,研究控制超薄工件加工过程中破损的应对策略,设计超薄YAG晶体加工工艺路线,获得了超薄YAG晶体固结磨料研磨抛光加工工艺方法。本文的主要研究工作和研究成果如下:（1）确定了适合YAG晶体加工的固结磨料研磨垫和抛光垫及优化工艺参数。固结磨料研磨YAG晶体时,应选择硬度较大的基体和粒径为15-25μm的金刚石磨粒制备固结磨料研磨垫;当研磨压力为32.7 k Pa,研磨垫转速为75 r/min,转速比为1时,固结磨料研磨YAG晶体的效果最佳。固结磨料抛光YAG晶体时,应选择硬度适中（为II）的基体和粒径为3-5μm的金刚石磨粒制备固结磨料抛光垫;当抛光压力为48.3 k Pa,抛光垫转速为70 r/min,转速比为1,抛光液p H值为10时,固结磨料抛光YAG晶体的效果最好。（2）超薄YAG晶体研抛过程中的破损控制研究。采用Griffith断裂理论计算YAG晶体内裂纹发生扩展时的最大工作应力,分析不同工艺条件下超薄YAG晶体抛光时所受到的应力。研究了YAG晶体厚度、粘贴方式、抛光压力对应力大小和分布的影响,并与最大工作应力对比,确定了YAG晶体加工的粘贴方式为垫边粘贴法,得到了垫边YAG晶体的最优尺寸为10 mm×20mm,研抛超薄YAG晶体时,垫边晶体的破损极限为3 mm。（3）获得了优化的超薄YAG晶体的固结磨料研抛工艺。设计了固结磨料研抛超薄YAG晶体的工艺流程,比较三角粘贴法和垫边粘贴法加工的超薄YAG晶体,发现垫边粘贴法更适合加工超薄YAG晶体加工,从而验证了仿真的结果。在工件自转的基础上,增加摆动,采用摆动法固结磨料研抛YAG晶体,并得到了研磨优化的工艺参数为:研磨压力43.6 k Pa,研磨垫转速80 r/min,摆速40摆/min;抛光优化的工艺参数为:抛光压力43.6 k Pa,抛光垫转速60 r/min,摆速40摆/min。摆动法固结磨料研抛出的超薄YAG晶体厚度更薄（厚度为0.142 mm）、效率更高（研磨效率提高了1.42倍）、平面度更好（平面度为1.523 wv）,是超薄YAG晶体的有效加工方式。
陶震[5]（2018）在《Ce9.33（SiO4）6O2、Ce9.33-xTbx（SiO4）6O2和EuxBa1-xB2O4磁光晶体的生长与性能研究》文中提出本论文对硅酸盐Ce9.33（SiO4）602、Ce9.33-xTbx（SiO4）6O2晶体与硼酸盐EuxBa1xB204晶体的原料合成、晶体生长、磁性、光学与磁光性能等方面进行了较为系统的研究。通过高温固相法在5%H2+95%Ar气氛中合成高纯度的Ce9.33（SiO4）6O2和Ce9.33-xTbx（Si04）6O2 多晶原料,采用提拉法生长了 Ce9.33（SiO4）602 和Ce9.33-xTbx（SiO4）6O2单晶。根据 ICP-AES 和 SEM-EDS 确定 Ce9.33-xTbx（SiO4）602晶体的化学式为Ce5.038Tb4.292（SiO4）6O2。利用XRD、Rietveld法精修软件拟合计算Ce9.33（SiO4）6O2和Ce5.038Tb4.292（SiO4）6O2晶体的晶胞参数。结果表明,Ce3+离子在Ce5.038Tb4.292（SiO4）6O2晶体中可能优先占据4f格位。分别研究了 Ce9.33（SiO4）6O2和Ce5.038Tb4.292（SiO4）6O2晶体在<100>和<001>方向的变温磁性。采用消光法测试了 Ce9.33（SiO4）6O2和Ce5.038Tb4.292（SiO4）6O2晶体在532、635 和 1064nm波长处的法拉第旋转角,计算得到Ce9.33（SiO4）6O2和Ce5.038Tb4.292（SiO4）602晶体的费尔德常数约为TGG的1.6倍和1.9倍。基于Van Vleck-Hebb理论,计算了稀土离子的跃迁效率,并结合MCD光谱,分析了 Ce5.038Tb4.292（SiO4）6O2晶体法拉第效应增强的原因。通过高温固相法合成EuxBa1-xB2O4多晶原料,采用提拉法生长了EuxBa1-xB2O4晶体。根据ICP-AES和SEM-EDS确定晶体的化学式为Eu0.068Ba0.932B2O4。通过XRD、Rietveld法精修软件拟合计算Eu0.068Ba0.932B2O4晶体的晶胞参数。结果表明,掺Eu的BBO晶体结构未发生改变,只是晶胞体积有所减小。采用XPS分析晶体中Eu的价态。测试晶体的常温磁性,并对其磁性进行了分析。测试Eu0.068Ba0.932B2O4晶体的透过光谱,在500-1600nm波段范围内的透过率在80%左右。采用消光法测试了 Eu0.068Ba0.932B2O4晶体在532、635和1064nm波长处的法拉第旋转角,计算得到Eu0.068Ba0.932B2O4晶体的费尔德常数约为TGG的60%。测试Eu0.068Ba0.932B2O4晶体的MCD光谱,并结合其吸收光谱,计算了晶体中Eu2+离子的磁光活性因子。Ce9.33（SiO4）6O2、Ce5.038Tb4.292（SiO4）6O2和Eu0.068Ba0.932B2O4晶体生长与磁光性能的初步研究成果为开发新型磁光材料提供了实验和理论参考。
冯治刚[6]（2017）在《基于Tm3+/Ln(Ho3+,Yb3+)掺杂氟化物NaYF4/Na5Lu9F32单晶的2.0μm红外波段光学特性研究》文中进行了进一步梳理2μm波段的中红外固体激光器被广泛关注,在通信、医药和军事等领域有很多潜在应用,中红外激光晶体的市场需求变的越来越大,现阶段研究重点在于寻找大尺寸、高质量、高激光性能的晶体材料。本文主要研究2μm中红外波段的稀土离子掺杂氟化钇钠和氟化镥钠激光晶体。我们使用了经过改善过的布里奇曼方法,成功地结晶出了Tm3+、Ho3+、Yb3+单掺,Tm3+/Yb3+、Ho3+/Tm3+共掺α-NaYF4晶体和Tm3+、Ho3+单掺,Ho3+/Tm3+离子共掺α-Na5Lu9F32晶体,目的是研究Ho3+、Tm3+在2.0μm波段的发光性能,以及Yb3+离子的对Tm3+离子的敏化作用。我们考虑Ho3+、Tm3+、Yb3+离子的能级结构、离子间的相互作用的同时,从晶体的结构、红外透光性、理论的光谱参数、荧光衰减等多个角度研究了基质材料的光学特性。本文的主要研究内容如下:1.介绍了激光晶体的概念、实际应用和未来的发展,介绍了氟化物晶体的制备过程。同时分析和陈述了2.0μm激光晶体的特征和目前的研究情况,也介绍了氟化物晶体的特征、各方面性质,以及其性能表征和相应的基本理论,其中包括氟化钇钠和氟化镥钠激光晶体。2.分析了当稀土例子Ho3+离子的浓度处于变化,而Tm3+离子浓度是固定和当Tm3+离子的浓度处于变化,而Ho3+离子的浓度是固定的Tm3+/Ho3+共掺α-Na YF4单晶晶体的2.0μm波段的光学特性。通过研究Ho3+离子和Tm3+离子的掺杂浓度与共掺α-NaYF4晶体荧光强度的关系,获得两种掺杂方式的最优浓度,分别为:Tm3+（1.90mol%）/Ho3+（3.89mol%）、Ho3+（1.90mol%）/Tm3+（1.59 mol%）,对应的2.0μm波段的荧光寿命分别为:23.23ms、21.72ms,对应的最大受激发射截面分别为:1.06×10-20 cm2、2.17×10-20 cm2。分析结果表明氟化钇钠在2μm中红外固体激光器中有潜在应用价值。3.研究了以Tm3+离子为发光中心的Tm3+/Yb3+共掺α-Na YF4激光晶体的中红外光谱性能和荧光衰减寿命。计算的1.8μm处的最大发射截面是1.63×110-20 cm2,此时的能量传递率和能量传递效率分别为1543s-1,83.8%。通过探讨Yb3+离子到Tm3+离子的能量传递过程,并计算出能量传递效率参数而得出的结果显示,氟化钇钠在2μm中红外固体激光器中有广阔前景。4.研究了以Ho3+离子为发光中心的Tm3+/Ho3+共掺Na5Lu9F32激光晶体的中红外光谱性能和荧光衰减寿命。首次通过改进的改进的布里奇曼法生长出了Ho3+/Tm3+离子共掺α-Na5Lu9F32单晶晶体,分析了DTA/TG和折射率曲线、荧光光谱,并运用Judd-Ofelt理论计算了Ho3+离子的J-O强度参数。计算出了Tm3+离子、Ho3+离子的吸收和受激发射截面并获得了2.0μm处的最大的发射截面。所有的结果参数表明Ho3+/Tm3+离子共掺α-Na5Lu9F32晶体在未来的2.0μm激光应用中具有很大的优势。
杨雄生[7]（2017）在《含铈铝酸盐磁光晶体生长及其性能研究》文中提出本论文对CeAlO3晶体与CaTb1-xCexAlO4系列晶体的原料合成、晶体生长、磁性与磁光性能等方面进行了较为系统的研究。采用高温固相法合成CeAlO3多晶原料,利用XRD、IR、DRS等测试手段对合成的多晶原料进行表征,探索出纯度高、晶相较好、基本符合晶体生长要求的CeAlO3多晶原料的可控合成工艺。采用提拉法生长CeAlO3晶体,通过调节温场、转速、拉速、退火时间等参数来优化晶体的生长工艺,获得了光学质量较高的CeAlO3单晶,同时结合MS软件模拟了 CeAlO3晶体的生长习性,利用XRD、Rietveld精修软件确定CeAlO3晶体属于四方相。对CeAlO3晶体荧光光谱分析表明,其在372 nm附近有较强的特征发射峰,这归属于晶体Ce3+离子的5d→4f跃迁。在弱还原气氛中对CeAlO3晶体进行二次退火,发现CeAlO3晶体在400-1600 nm波段的透过率可达70%以上,结合XPS测试分析其退火前后Ce离子价态的变化对晶体透过率的影响。测试了 CeAlO3晶体在a和c方向的变温磁化率,结果表明晶体存在磁各向异性,同时在奈尔温度点2K附近有反铁磁相变。采用消光法测试了 CeAlO3晶体在532、635和1064 nm波长处的法拉第旋转角,计算其三个波长处的费尔德常数约是TGG晶体的2.0～2.1倍。最后结合MCD谱讨论了 Ce3+离子在紫外光区的跃迁对晶体磁光性能的影响。高温固相法合成CaTbAlO4与CaCeAlO4多晶原料,采用提拉法生长了高质量的CaTb1-xCexAlO4系列晶体。通过XRD、Rietveld精修软件拟合计算CaCeAlO4和CaTb1-xCexAlO4系列晶体的晶胞参数。采用EDS和lCP-AES确定CaTb1-xCexAlO4系列晶体的化学式;测试了 CaTb1-xCexAlO4系列晶体的常温磁性,并对其磁性能进行研究。测试了 CaTb1-xCexAlO4系列晶体在200-1600 nm的透过光谱,结果表明除在488 nm附近有Tb3+离子7F6→5D4的跃迁吸收峰外,其透过率都在70%以上。消光法测试了 CaTb1-xCexAlO4系列晶体在532、635和1064 nm波长处的法拉第旋转角,计算得到CaTb0.955Ce0.045AlO4和CaTb0.869Ce0.131AlO4晶体的费尔德常数分别是CaTbAlO4晶体的1.05和1.14倍。最后结合DRS与MCD测试,初步分析了 Ce离子掺杂增加晶体费尔德常数的机理。综上表明,CeAlO3晶体与CaTb1-xCexAlO4系列晶体基于其透过率较高、磁光性能良好而有望成为可见及近红外光区有应用价值的磁光晶体材料。
曹秀清[8]（2017）在《稀土离子（Dy,Ce）掺杂钇铝石榴石（YAG）晶体的制备及其光学性能研究》文中提出钇铝石榴石（分子式:Y3A15012,简称YAG）晶体具有熔点高、机械性能好、化学性质稳定和光学透明等优点被广泛应用在固态激光技术、探测、照明等领域。本文先以固相反应法在不同烧结温度下制备了 YAG、Ce:YAG、Dy:YAG和（Dy,Ce）:YAG陶瓷料棒;再以1450℃烧结的这些陶瓷料棒为原料,利用光学浮区炉分别生长出YAG、Ce:YAG、Dy:YAG和（Dy,Ce）:YAG晶体,并对所生长的晶体进行高温退火。采用XRD和SEM等技术对陶瓷料棒和晶体进行微结构和物相分析;采用紫外-可见分光光度计和光致发光谱仪等分别测量了 YAG、Ce:YAG、Dy:YAG和（Dy,Ce）:YAG晶体的吸收光谱和发射光谱。主要的实验结果如下:（1）不同烧结温度下制备的YAG陶瓷料棒的XRD谱表明:当烧结温度为1000℃时,陶瓷样品出现YAM相（Y4A1209）;当烧结温度高于1200℃时,陶瓷样品出现YAP相（YA103）和YAG相（Y3A15012）。随着烧结温度的增加,YAG相增加,而YAM和YAP相减少。烧结温度为1450℃的陶瓷样品主要为YAG相。利用YAG相特征峰计算晶格常数,得到不同烧结温度的陶瓷样品YAG相的晶格常数稳定在11.952～11.982 A。陶瓷样品的SEM图片显示:随着烧结温度升高,YAG陶瓷样品中的晶粒长大、致密度增加。（2）不同掺杂浓度Dy:YAG晶体的XRD分析结果显示:Dy:YAG晶体为单一的YAG相（没有其他杂相）,晶格常数从11.984 A增大至11.998 A,与不掺杂YAG晶体的晶格常数11.969A相当,这表明,用Dy3+对YAG掺杂,晶格畸变不大。（3）测量了不同掺杂浓度的Dy:YAG晶体的吸收光谱发现,在500～700nm波长范围,Dy:YAG晶体的透过率均高于80%,即Dy:YAG晶体在该波长范围具有良好的光学透过性。在波长为325、352、366和447nm处出现吸收峰,且随着掺杂浓度的升高,在波长为325、352、366和447nm处的吸收系数升高而透过率降低。对Dy:YAG晶体作进一步的退火处理,其吸收系数进一步提高,这主要由于退火使缺陷浓度降低。（4）在波长为352nm的光激发下,Dy:YAG晶体的发射光谱出现几个发射峰,波长分别位于470～500nm（蓝光）、570～590nm（黄光）和660～685 nm（红光）,它们均属于Dy3+离子的4f能级的特征发射,分别对应于4F9/2→6H15/2,4F9/2→6H13/2和4F9/2→6H11/2跃迁。随着Dy3+浓度的提高,Dy:YAG晶体发射峰的强度升高,当Dy3+浓度为2at%时,发射强度达到最大;而当Dy3+浓度高于2at%时,发射强度下降。对Dy:YAG晶体作进一步的退火处理,其发射光谱的强度进一步提高。（5）在波长为465nm的光激发下,Ce:YAG和（Dy,Ce）:YAG晶体的发射光谱较强,发射峰位于530nm。对Ce:YAG和（Dy,Ce）:YAG晶体作进一步的退火处理,该发射峰的强度下降,发射谱的中心波长出现蓝移。（6）比较Ce:YAG晶体退火前后的吸收光谱发现,退火后的Ce:YAG晶体在255nm处的吸收系数高于退火前的;而退火后的Ce:YAG晶体在465nm处的吸收系数低于退火前的。（7）比较（Dy,Ce）:YAG晶体退火前后的吸收光谱发现,退火后的（Dy,Ce）:YAG晶体在465nm处的吸收系数高于退火前的。
王丹[9]（2015）在《钕掺杂YAG/YbAG激光陶瓷制备及性能研究》文中研究表明采用碳酸盐共沉淀法制备了钕掺杂钇铝石榴石（Nd:YAG）及钕掺杂镱铝石榴石（Nd:YbAG）粉体。经热重-差热分析,X射线衍射,扫描电镜,红外、激光拉曼及荧光光谱等测试,研究了溶液pH、煅烧温度和Nd3+掺杂量等对粉体相组成、形貌和发光性能的影响。最终于1100℃/（pH=8）、1000℃/（pH:8-9）制得80 nm、60 nm符合相结构的最佳Nd:YAG、Nd:YbAG粉体。Nd:YAG粉体在掺杂3 at.%时,近红外区荧光性能最佳;Nd:YbAG粉体无浓度淬灭,煅烧温度较低,发光效率更高。使用高温真空烧结法制备了钕掺杂YAG/YbAG激光陶瓷。借助扫描电镜、紫外可见分光光度计和激光测试,探究了其最佳烧制工艺、透光率及激光性能。结果Nd:YbAG激光陶瓷的线收缩率较大且更致密,但烧结工艺较复杂,透光率偏低;Nd:YAG激光陶瓷透光率较高,激光性能优良。
聂颖[10]（2014）在《Yb:YAG晶体水平定向结晶法生长及其退火变色机理研究》文中进行了进一步梳理Yb:YAG晶体以其优异的热学、机械、光学、激光性能成为新的研究热点，被视为发展高效率、大功率固体激光器的一个主要方向，成为当前最有发展前景的全固态激光器工作物质。在军事、民用、材料、信息等领域中的广泛应用，迫切需要大尺寸、高品质Yb:YAG晶体材料。但传统生长方法、工艺难以满足要求，故本论文国内首次采用水平定向结晶法生长Yb:YAG晶体。对乌克兰UKAK-2型单晶生长炉充分研究后进行了改进。经过一系列准备工作、合适晶体生长工艺参数探究等阶段后，最终生长出总体完整性较好、尺寸为170mm×150mm×30mm的板状8at.%Yb:YAG单晶。真空气氛下生长出的Yb:YAG晶体因存在色心呈蓝绿色，1400℃退火后色心消失。对两种晶体进行晶体结构表征，结果表明晶体中无杂相、品质较好。腐蚀后形貌分析发现退火后晶体内应力释放、到达表面的位错增加，更易被腐蚀，表面粗糙度大、显微镜下腐蚀坑数量多。针对目前色心形成机理尚不明确的问题，探究900℃、1000℃、1100℃和1400℃不同温度退火5小时以及900℃下5小时、10小时、20小时、30小时和40小时不同退火时间对晶体光学性能的影响。结果表明近红外区域900nm～1050nm范围内三处吸收峰一直存在，为Yb:YAG本征吸收峰，不同条件下仅强度发生变化；色心引起385nm和645nm两处吸收峰，由氧空位及Yb3+还原为Yb2+引起，适当条件退火后晶体变为无色透明，色心消除，两吸收峰同时消失；在485nm和1029nm附近存在两处荧光发射峰，强度较弱，1100℃退火后荧光强度最大；退火时间及温度的增加有助于提高荧光寿命，900℃退火40小时值最大；电子顺磁共振谱结果与吸收光谱一一对应。利用第一性原理模拟分析实验现象本质，根据实验掺杂浓度及存在氧空位情况分别建模，对比分析晶格常数、能带结构、态密度、光学性能变化情况，证实氧空位造成禁带宽度减小，大部分原子各轨道电子态移动；结合吸收光谱实验，确定385nm处吸收峰是氧空位造成的，645nm处吸收峰是Yb3+变价造成的。为给后期实验提供必要的理论支撑，进而模拟50at.%Yb:YAG晶体，分析结果发现禁带宽度骤减、电子态改变，并可能产生新吸收带，出现浓度猝灭现象。
二、提拉法生长Yb:YAG晶体及其性能表征（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、提拉法生长Yb:YAG晶体及其性能表征（论文提纲范文）
（1）镱离子掺杂硼酸钪和钨酸锶晶体的生长及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 引言 |
| §1.2 全固态激光器 |
| §1.3 固体激光材料 |
| §1.4 激光晶体的光谱展宽机制 |
| §1.5 Yb~(3+)离子掺杂晶体 |
| §1.6 Yb:ScBO_3晶体和Yb:SrWO_4晶体的研究现状 |
| §1.7 本文的主要研究工作 |
| 参考文献 |
| 第二章 Yb:ScBO_3晶体生长 |
| §2.1 引言 |
| §2.2 生长方法与装置 |
| §2.2.1 光学浮区法 |
| §2.2.2 晶体生长设备 |
| §2.3 生长工艺 |
| §2.3.1 多晶粉料的制备 |
| §2.3.2 多晶料棒的制备 |
| §2.3.3 晶体生长过程 |
| §2.3.4 Yb:ScBO_3晶体生长参数的探索 |
| §2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 Yb:ScBO_3晶体结构及光谱性质研究 |
| §3.1 引言 |
| §3.2 Yb:ScBO_3晶体结构 |
| §3.3 Yb:ScBO_3晶体的光谱性质 |
| §3.3.1 吸收光谱 |
| §3.3.2 荧光寿命 |
| §3.3.3 荧光光谱 |
| §3.3.4 增益截面 |
| §3.3.5 黄昆里斯因子S的计算 |
| §3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 Yb:SrWO_4晶体的生长及光学性能研究 |
| §4.1 引言 |
| §4.2 Yb:SrWO_4晶体照片 |
| §4.3 Yb:SrWO_4晶体结构 |
| §4.4 Yb:SrWO_4晶体的组分表征 |
| §4.5 Yb:SrWO_4晶体物相分析 |
| §4.6 晶体品质鉴定 |
| §4.6.1 高分辨X射线衍射 |
| §4.6.2 电荷补偿缺陷分析 |
| §4.7 晶体密度 |
| §4.8 晶体硬度 |
| §4.9 热学性质 |
| §4.9.1 比热容 |
| §4.9.2 热膨胀 |
| §4.9.3 热扩散 |
| §4.9.4 热导率 |
| §4.9.5 热冲击系数 |
| §4.10 光学性质 |
| §4.10.1 透过光谱 |
| §4.10.2 吸收截面 |
| §4.10.3 荧光寿命 |
| §4.10.4 激发光谱 |
| §4.10.5 荧光光谱 |
| §4.10.6 增益截面 |
| §4.10.7 黄昆里斯因子S的计算 |
| §4.10.8 量子产率 |
| §4.11 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 总结与展望 |
| §5.1 主要工作及结论 |
| §5.2 主要创新点 |
| §5.3 有待进一步开展的工作 |
| 攻读硕士期间发表论文情况 |
| 攻读硕士期间所获奖励情况 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（2）掺镱钨酸锶晶体的生长及其性能表征（论文提纲范文）
| 1 实验 |
| 1.1 晶体生长 |
| 1.2 成分及物相表征 |
| 1.3 物理性质表征 |
| 2 结果与讨论 |
| 2.1 生长结果 |
| 2.2 晶体结构 |
| 2.3 组成分析 |
| 2.4 物相分析 |
| 2.5 硬度 |
| 2.6 热学性质 |
| 2.6.1 比热容 |
| 2.6.2 热膨胀系数 |
| 2.6.3 热扩散系数和热导率 |
| 3 结语 |
（3）基于压电效应的集成式压力传感系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 压电式压力传感器 |
| 1.2.1 基于电信号测量的压力传感器分类 |
| 1.2.2 压电式压力传感器的基本结构及原理 |
| 1.2.3 压电式压力传感器的研究进展 |
| 1.3 压光式压力传感器 |
| 1.3.1 基于光探测的压光式压力传感器分类 |
| 1.3.2 压光式压力传感器的基本结构及原理 |
| 1.3.3 压光式压力传感器的研究进展 |
| 1.4 论文选题依据和拟开展的主要研究内容 |
| 1.4.1 论文选题依据 |
| 1.4.2 拟开展的主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 硒化铟场效应晶体管信号放大的氧化锌纳米阵列压电式压力传感器 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验仪器 |
| 2.2.2 实验试剂与材料 |
| 2.2.3 样品制备 |
| 2.2.4 材料表征及其器件性能研究 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 基于氧化锌纳米柱阵列压电传感单元的研究 |
| 2.3.2 基于硒化铟的场效应晶体管信号放大系统的研究 |
| 2.3.3 集成式的压电式压力传感器压力探测性能的研究 |
| 2.3.4 集成式的压电式压力传感器压电电势探测性能的研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 原位压电电场增强的铜锰共掺硫化锌压光式压力传感器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验仪器 |
| 3.2.2 实验试剂与材料 |
| 3.2.3 样品制备 |
| 3.2.4 材料表征及其器件性能研究 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 ZnS:Cu,Mn和PVDF材料形貌及成分的研究 |
| 3.3.2 ZnS:Cu,Mn/PVDF压光式压力传感器发光及传感性能的研究 |
| 3.3.3 PVDF及ZnS:Cu,Mn压电性能的研究 |
| 3.3.4 PVDF压电场对ZnS:Cu,Mn压力发光增强的调控机理 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 掺镨铌酸锂:压力发光新材料探索 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验仪器 |
| 4.2.2 实验试剂与材料 |
| 4.2.3 样品制备 |
| 4.2.4 材料表征及其器件性能研究 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 掺镨铌酸锂多晶颗粒的材料及性能研究 |
| 4.3.2 掺镨铌酸锂单晶颗粒的材料及性能研究 |
| 4.3.3 掺镨铌酸锂多晶颗粒和单晶颗粒材料性质的对比研究 |
| 4.3.4 研究掺杂中心在晶格中占位对压力发光性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 总结 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 需要进一步研究的问题 |
| 攻读学位期间发表的论文和申请的专利 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（4）超薄激光晶体固结磨料研磨抛光研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 YAG晶体介绍及应用 |
| 1.2.1 YAG晶体应用 |
| 1.2.2 YAG晶体加工现状 |
| 1.2.3 YAG晶体加工存在的问题 |
| 1.3 固结磨料研磨和抛光技术 |
| 1.3.1 固结磨料研磨和抛光技术简介 |
| 1.3.2 固结磨料研磨和抛光技术的优势及应用状况 |
| 1.4 超薄晶体加工的研究现状 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第二章 YAG晶体的固结磨料研磨和抛光研究 |
| 2.1 固结磨料研磨垫的优化 |
| 2.2 固结磨料研磨的工艺参数优化 |
| 2.2.1 固结磨料研磨因素对材料去除率的影响 |
| 2.2.2 固结磨料研磨因素对表面粗糙度的影响 |
| 2.2.3 固结磨料研磨工艺参数优化及验证 |
| 2.3 固结磨料抛光垫的优化 |
| 2.3.1 基体硬度对YAG晶体材料去除率和表面质量的影响 |
| 2.3.2 金刚石磨粒粒径对YAG晶体材料去除率和表面质量的影响 |
| 2.4 抛光液的优化 |
| 2.5 固结磨料抛光YAG晶体工艺参数优化 |
| 2.5.1 固结磨料抛光因素对表面粗糙度的影响 |
| 2.5.2 固结磨料抛光工艺参数的优化及验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 超薄YAG晶体研抛过程中的破损控制 |
| 3.1 断裂应力的计算 |
| 3.2 有限元模型的建立 |
| 3.3 三角粘贴法对超薄YAG晶体上应力的影响 |
| 3.4 垫边粘贴法对超薄YAG晶片上应力的影响 |
| 3.4.1 加工压力对应力的影响 |
| 3.4.2 垫边晶体的尺寸对应力的影响 |
| 3.4.3 垫边材料的破损大小对应力的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 超薄YAG晶体的固结磨料研抛工艺方法 |
| 4.1 超薄YAG晶体加工工艺路线的设计 |
| 4.2 超薄YAG晶体粘贴方式的选择 |
| 4.3 超薄YAG晶体的摆动法固结磨料加工工艺研究 |
| 4.3.1 摆动法固结磨料研磨实验设计 |
| 4.3.2 摆动法固结磨料研磨各因素对材料去除率的影响 |
| 4.3.3 摆动法固结磨料研磨各因素对表面粗糙度的影响 |
| 4.3.4 摆动法固结磨料研磨和抛光工艺参数的选择 |
| 4.3.5 摆动法固结磨料加工超薄YAG晶体实验结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在校期间的的研究成果及发表论文情况 |
（5）Ce9.33（SiO4）6O2、Ce9.33-xTbx（SiO4）6O2和EuxBa1-xB2O4磁光晶体的生长与性能研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 物质的磁性与分类 |
| 1.1.1 顺磁性 |
| 1.1.2 铁磁性 |
| 1.1.3 反铁磁性 |
| 1.1.4 亚铁磁性 |
| 1.1.5 抗磁性 |
| 1.2 磁光效应 |
| 1.2.1 法拉第效应 |
| 1.2.2 克尔效应 |
| 1.3 磁光材料 |
| 1.3.1 磁光晶体 |
| 1.3.2 磁光薄膜 |
| 1.3.3 磁光玻璃 |
| 1.3.4 磁光隔离器 |
| 1.4 选题依据及研究内容 |
| 1.4.1 选题依据 |
| 1.4.2 稀土离子的选择 |
| 1.4.3 基质的选择 |
| 1.5 研究内容 |
| 1.5.1 Ce_(9.33)(SiO_4)_6O_2和Ce_(9.33-x)Tb_x(SiO_4)6O_2晶体 |
| 1.5.2 Eu_xBa_(1-x)B_2O_4晶体 |
| 第二章 实验、测试仪器及提拉法简介 |
| 2.1 实验、测试仪器 |
| 2.2 本论文所用的几种测试仪器及其原理 |
| 2.2.1 紫外可见光谱仪 |
| 2.2.2 荧光光谱仪 |
| 2.2.3 振动样品磁强计 |
| 2.2.4 法拉第测试系统 |
| 2.2.5 磁圆二色谱测试系统 |
| 2.3 提拉法 |
| 第三章 Ce_(9.33)(SiO_4)_6O_2和Ce_(9.33-x)Tb_x(SiO_4)_6O_2磁光晶体生长及其性能表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 CSO和CTSO多晶原料的合成 |
| 3.2.1 CSO和CTSO多晶原料反应原理 |
| 3.2.2 CSO和CTSO多晶原料物相分析 |
| 3.3 CSO和CTSO晶体的生长 |
| 3.3.1 提拉法晶体生长的步骤 |
| 3.3.2 CSO和CTSO晶体生长工艺 |
| 3.3.2.1 CSO熔体组分的影响 |
| 3.3.2.2 CSO晶体生长气氛的调整 |
| 3.3.2.4 CTSO晶体生长 |
| 3.3.2.5 CSO和CTSO晶体生长参数 |
| 3.4 CTSO晶体成分分析及有效分凝系数 |
| 3.4.1 CTSO晶体的化学成分分析 |
| 3.4.1.1 CTSO晶体的EDS测试 |
| 3.5.1.2 CTSO晶体的ICP测试 |
| 3.4.2 CTSO晶体的有效分凝系数 |
| 3.5 CSO和CTSO晶体结构精修 |
| 3.6 CSO和CTSO晶体XPS价态分析 |
| 3.7 CSO和CTSO晶体的透过光谱 |
| 3.8 CSO和CTSO晶体的磁性 |
| 3.8.1 CSO和CTSO晶体的常温磁性分析 |
| 3.8.2 CSO和CTSO晶体变温磁性分析 |
| 3.9 CSO和CTSO晶体的磁光性能 |
| 3.9.1 CSO和CTSO晶体法拉第旋转角与费尔德常数 |
| 3.9.1.1 CSO和CTSO晶体法拉第旋转角的测试 |
| 3.9.1.2 费尔德常数 |
| 3.9.1.3 晶体有效跃迁波长和有效跃迁效率的分析 |
| 3.10 CSO和CTSO晶体的紫外-可见漫反射光谱分析 |
| 3.11 CSO和CTSO晶体的磁圆二色性 |
| 3.12 晶体的荧光 |
| 3.12.1 晶体的室温荧光分析 |
| 3.12.2 晶体荧光寿命分析 |
| 3.12.3 晶体的低温荧光分析 |
| 3.12.4 晶体的X射线荧光分析 |
| 3.14 本章小结 |
| 第四章 含二价铕磁光晶体的生长与性能表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多晶原料的合成工艺 |
| 4.2.1 BaB_2O_4和EuB_2O_4多晶原料的合成 |
| 4.2.2 EBBO多晶原料的XRD分析 |
| 4.2.3 EBBO多晶原料红外光谱测试 |
| 4.3 EBBO晶体的生长 |
| 4.3.1 晶体生长的参数 |
| 4.3.2 EBBO晶体照片 |
| 4.4 晶体成分分析及有效分凝系数 |
| 4.4.1 晶体的化学成分均匀性分析 |
| 4.4.2 晶体的有效分凝系数 |
| 4.5 晶体的结构精修 |
| 4.6 晶体的XPS价态分析 |
| 4.7 晶体的磁化率 |
| 4.8 晶体的透过光谱 |
| 4.9 晶体的磁光性能 |
| 4.9.1 法拉第旋转角的测定 |
| 4.9.2 晶体的Verdet常数 |
| 4.10 晶体磁圆二色性 |
| 4.11 本章小结 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 在读期间已发表和录用的论文 |
（6）基于Tm3+/Ln(Ho3+,Yb3+)掺杂氟化物NaYF4/Na5Lu9F32单晶的2.0μm红外波段光学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 引言 |
| 1 绪论 |
| 1.1 激光晶体简介及应用与发展 |
| 1.1.1 激光晶体简介 |
| 1.1.2 激光晶体应用与发展 |
| 1.1.3 2.0μm激光晶体的特点及研究现状 |
| 1.2 氟化物晶体 |
| 1.2.1 氟化物晶体的特点 |
| 1.2.2 氟化钇钠晶体 |
| 1.2.3 氟化镥钠晶体 |
| 2 氟化物晶体的制备、性能和基本理论 |
| 2.1 氟化物晶体的制备 |
| 2.1.1 实验原料 |
| 2.1.2 实验原料的氟化处理过程 |
| 2.1.3 晶体生长 |
| 2.1.4 晶体的加工 |
| 2.2 晶体的性能表征 |
| 2.2.1 差热/热重分析 |
| 2.2.2 X射线衍射光谱 |
| 2.2.3 吸收光谱 |
| 2.2.4 红外光谱 |
| 2.2.5 荧光光谱 |
| 2.2.6 荧光衰减图谱 |
| 2.3 基本理论简介 |
| 2.3.1 稀土离子简介 |
| 2.3.2 铥离子简介 |
| 2.3.3 钬离子简介 |
| 2.3.4 Judd-Ofelt理论 |
| 2.3.5 能量传递机理 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 Tm~(3+)/Ho~(3+)共掺 α-NaYF_4的单晶晶体能量传递和 2.0μm中红外发射性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 X射线衍射 |
| 3.3.2 吸收谱 |
| 3.3.3 Ho~(3+)离子在发射光谱中的作用 |
| 3.3.4 能量传递效率和荧光衰减曲线 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 Ho~(3+)/Tm~(3+)共掺 α-NaYF_4单晶体的光谱特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 X射线衍射 |
| 4.3.2 吸收谱 |
| 4.3.3 发射光谱和浓度猝灭 |
| 4.3.4 吸收和受激发射截面 |
| 4.3.5 能量传递系数 |
| 4.3.6 荧光衰减曲线 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 Yb~(3+)/Tm~(3+)共掺 α-NaYF_4单晶的 1.8μm波段荧光特性和能量传递过程 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 射线衍射 |
| 5.3.2 吸收谱和J-O分析 |
| 5.3.3 荧光光谱和受激发射截面 |
| 5.3.4 荧光衰减曲线和能量传递效率 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 基于改进的布里奇曼法生长的Ho~(3+)/Tm~(3+)离子共掺 α-Na_5Lu_9F_(32)单晶晶体的荧光光谱 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 DTA/TG和折射率分析 |
| 6.3.2 X射线衍射 |
| 6.3.3 吸收谱和J-O参数分析 |
| 6.3.4 荧光光谱和受激发射截面 |
| 6.3.5 荧光衰减曲线和能量传递效率 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（7）含铈铝酸盐磁光晶体生长及其性能研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 物质的磁性与分类 |
| 1.1.1 顺磁性 |
| 1.1.2 铁磁性 |
| 1.1.3 反铁磁性 |
| 1.1.4 亚铁磁性 |
| 1.1.5 抗磁性 |
| 1.2 磁光效应 |
| 1.2.1 法拉第效应 |
| 1.2.2 克尔效应 |
| 1.2.3 塞曼效应 |
| 1.3 磁光材料 |
| 1.3.1 磁光晶体 |
| 1.3.2 磁光薄膜 |
| 1.3.3 磁光玻璃 |
| 1.3.4 稀磁半导体 |
| 1.4 论文选题依据 |
| 1.5 研究内容 |
| 1.5.1 CeAlO_3晶体 |
| 1.5.2 CaTb_(1-x)Ce_xAlO_4系列晶体 |
| 第二章 实验、测试仪器及提拉法简介 |
| 2.1 实验、测试仪器 |
| 2.2 几种测试仪器的介绍 |
| 2.2.1 紫外可见漫反射光谱(DRS) |
| 2.2.2 UV-VIS-NIR光谱仪 |
| 2.2.3 等离子体发射光谱仪(ICP) |
| 2.2.4 振动样品磁强计 |
| 2.2.5 法拉第测试系统 |
| 2.2.5.1 消光法 |
| 2.3 提拉法简介 |
| 2.4 生长装置 |
| 第三章 CeAlO_3磁光晶体生长及其性能表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 CeAlO_3多晶原料的合成 |
| 3.2.1 红外光谱分析 |
| 3.2.2 漫反射分析 |
| 3.3 晶体的生长 |
| 3.3.1 晶体生长的步骤 |
| 3.3.2 晶体生长的调控 |
| 3.3.2.1 温度梯度的调控 |
| 3.3.2.2 生长气氛的调控 |
| 3.3.2.3 籽晶的选择 |
| 3.3.2.4 组分比例的选择 |
| 3.3.2.5 生长速度的调控 |
| 3.3.2.6 转速的调控 |
| 3.3.2.7 退火工艺的调控 |
| 3.3.3 晶体较优的生长参数 |
| 3.3.4 质量较高的晶体照片 |
| 3.3.5 晶体生长习性分析 |
| 3.4 晶体粉末X射线衍射分析 |
| 3.5 Rietveld法精修结构 |
| 3.6 晶体的透过光谱 |
| 3.7 晶体的吸收光谱 |
| 3.8 晶体XPS价态分析 |
| 3.9 晶体的磁性 |
| 3.9.1 晶体常温磁性分析 |
| 3.9.2 晶体低温磁性分析 |
| 3.10 晶体的磁光性能 |
| 3.10.1 法拉第旋转角测试 |
| 3.10.2 晶体费尔德常数的计算 |
| 3.11 晶体的磁圆二色性 |
| 3.12 晶体的荧光分析 |
| 3.12.1 晶体的激发和发射光谱 |
| 3.12.2 晶体的寿命 |
| 3.13 本章小结 |
| 第四章 掺铈CaTbAlO_3磁光晶体生长及其性能表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多晶原料的制备方法 |
| 4.2.1 CaTbAlO_4多晶原料的合成 |
| 4.2.2 CaCeAlO_4多晶原料的合成 |
| 4.3 晶体生长 |
| 4.3.1 晶体生长的参数 |
| 4.3.2 晶体照片 |
| 4.4 晶体粉末XRD测试 |
| 4.5 晶体成分分析及有效分凝系数 |
| 4.5.1 晶体的化学成分均匀性分析 |
| 4.5.2 晶体的有效分凝系数 |
| 4.6 晶体的晶胞参数 |
| 4.7 晶体的磁化率 |
| 4.8 晶体的透过光谱 |
| 4.9 晶体的磁光性能 |
| 4.9.1 法拉第旋转角的测定 |
| 4.9.2 不同波段下晶体的费尔德常数 |
| 4.10 晶体粉末的磁化率 |
| 4.11 紫外-可见漫反射光谱分析 |
| 4.12 晶体MCD分析 |
| 4.13 本章小结 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）稀土离子（Dy,Ce）掺杂钇铝石榴石（YAG）晶体的制备及其光学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 稀土离子掺杂YAG基材料的应用以及研究现状 |
| 1.2.1 钇铝石榴石(YAG) |
| 1.2.2 稀土离子掺杂YAG基材料的应用 |
| 1.2.3 白光LED |
| 1.2.4 稀土离子掺杂YAG基材料的研究现状 |
| 1.2.4.1 纳米粉末 |
| 1.2.4.2 透明陶瓷 |
| 1.2.4.3 薄膜 |
| 1.2.4.4 晶体 |
| 1.3 晶体生长方法简述 |
| 1.3.1 水热法 |
| 1.3.2 提拉法 |
| 1.3.3 泡生法 |
| 1.3.4 浮区法 |
| 1.4 本文选题意义及主要研究内容 |
| 第二章 实验方法和原理及表征手段简介 |
| 2.1 光学浮区法原理及设备 |
| 2.1.1 光学浮区法 |
| 2.1.2 光学浮区法实验设备 |
| 2.2 实验流程 |
| 2.2.1 料棒制备 |
| 2.2.2 晶体生长 |
| 2.2.3 晶体加工 |
| 2.3 表征手段 |
| 2.3.1 X射线衍射(XRD)分析 |
| 2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)测试 |
| 2.3.3 紫外-可见(UV-VIS)光谱 |
| 2.3.4 光致发光谱探测 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 陶瓷料棒制备及其性能表征 |
| 3.1 陶瓷料棒烧结 |
| 3.2 SEM分析 |
| 3.3 XRD分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 YAG与DY:YAG晶体的性能 |
| 4.1 晶体微观结构及物相分析 |
| 4.2 透过率测试 |
| 4.3 吸收光谱测试 |
| 4.4 激发光谱测试 |
| 4.5 发射光谱测试 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 CE:YAG与(DYCE):YAG晶体光学特性 |
| 5.1 吸收光谱 |
| 5.1.1 Celat%:YAG晶体吸收光谱 |
| 5.1.2 (Dyxat%,Celat%):YAG晶体吸收光谱 |
| 5.2 发射光谱和激发光谱 |
| 5.2.1 Celat%:YAG晶体的发射光谱和激发光谱 |
| 5.2.2 (Dyxat%,Celat%):YAG晶体的发射光谱和激发光谱 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 小结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表论文情况 |
（9）钕掺杂YAG/YbAG激光陶瓷制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 激光陶瓷作为激光工作物质的优势 |
| 1.3 钕掺杂YAG/YbAG激光陶瓷材料结构特性 |
| 1.4 国内外透明激光陶瓷发展历史及现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第二章 钕掺杂YAG/YbAG激光陶瓷粉体的制备 |
| 2.1 共沉淀法简介 |
| 2.2 钕掺杂YAG/YbAG粉体的制备 |
| 2.3 钕掺杂YAG/YbAG粉体性能测试与表征 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 钕掺杂YAG/YbAG激光陶瓷的制备 |
| 3.1 透明激光陶瓷烧制工艺概述 |
| 3.2 实验原料及仪器 |
| 3.3 激光陶瓷成型工艺 |
| 3.4 激光陶瓷烧结工艺 |
| 3.5 激光陶瓷退火工艺 |
| 3.6 后期加工 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 钕掺杂YAG/YbAG激光陶瓷性能测试与表征 |
| 4.1 激光陶瓷线收缩率及致密度 |
| 4.2 激光陶瓷扫描电镜分析 |
| 4.3 激光陶瓷的透光性 |
| 4.4 激光陶瓷激光性能研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 全文结论及研究展望 |
| 5.1 全文结论 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（10）Yb:YAG晶体水平定向结晶法生长及其退火变色机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 Yb:YAG 晶体的基本性质 |
| 1.3 Yb:YAG 晶体国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 生长方法 |
| 1.4.1 提拉法 |
| 1.4.2 高温溶液（助熔剂法） |
| 1.4.3 导向温梯法 |
| 1.4.4 水平定向结晶法 |
| 1.5 本课题主要研究内容 |
| 第2章 Yb:YAG 晶体生长 |
| 2.1 水平定向结晶法的原理与装置 |
| 2.1.1 原理 |
| 2.1.2 装置 |
| 2.2 准备阶段工作 |
| 2.3 晶体生长 |
| 2.3.1 第一次晶体生长 |
| 2.3.2 第二次晶体生长 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 晶体结构表征及退火变色机理研究 |
| 3.1 退火实验与色心产生原因 |
| 3.2 晶体结构表征 |
| 3.2.1 X 射线衍射分析 |
| 3.2.2 表面形貌分析 |
| 3.2.3 光学显微镜分析 |
| 3.3 光谱测试 |
| 3.3.1 吸收光谱 |
| 3.3.2 荧光光谱 |
| 3.3.3 荧光寿命 |
| 3.3.4 电子顺磁共振谱 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 Yb:YAG 第一性原理模拟 |
| 4.1 模型及算法 |
| 4.1.1 密度泛函理论 |
| 4.1.2 平面波基组与截断能 |
| 4.1.3 平面波赝势方法 |
| 4.1.4 自洽计算与 K 点选取 |
| 4.1.5 CASTEP 模块特性 |
| 4.2 8at.%Yb:YAG 电子结构 |
| 4.2.1 模型建立 |
| 4.2.2 几何优化 |
| 4.2.3 能带结构与态密度 |
| 4.3 存在氧空位的 8at.%Yb:YAG 电子结构和光学性能 |
| 4.3.1 模型建立与几何优化 |
| 4.3.2 能带结构与态密度 |
| 4.3.3 光学性能 |
| 4.4 50at.%Yb:YAG 电子结构和光学性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、提拉法生长Yb:YAG晶体及其性能表征（论文参考文献）
- [1]镱离子掺杂硼酸钪和钨酸锶晶体的生长及其性能研究[D]. 朱孟辉. 山东大学, 2021(11)
- [2]掺镱钨酸锶晶体的生长及其性能表征[J]. 朱孟辉,路大治,梁飞,张怀金. 应用技术学报, 2021(01)
- [3]基于压电效应的集成式压力传感系统研究[D]. 王孚雷. 山东大学, 2020(11)
- [4]超薄激光晶体固结磨料研磨抛光研究[D]. 明舜. 南京航空航天大学, 2020
- [5]Ce9.33（SiO4）6O2、Ce9.33-xTbx（SiO4）6O2和EuxBa1-xB2O4磁光晶体的生长与性能研究[D]. 陶震. 福州大学, 2018(03)
- [6]基于Tm3+/Ln(Ho3+,Yb3+)掺杂氟化物NaYF4/Na5Lu9F32单晶的2.0μm红外波段光学特性研究[D]. 冯治刚. 宁波大学, 2017(02)
- [7]含铈铝酸盐磁光晶体生长及其性能研究[D]. 杨雄生. 福州大学, 2017(05)
- [8]稀土离子（Dy,Ce）掺杂钇铝石榴石（YAG）晶体的制备及其光学性能研究[D]. 曹秀清. 广西大学, 2017(02)
- [9]钕掺杂YAG/YbAG激光陶瓷制备及性能研究[D]. 王丹. 长春理工大学, 2015(03)
- [10]Yb:YAG晶体水平定向结晶法生长及其退火变色机理研究[D]. 聂颖. 哈尔滨工业大学, 2014(03)