钨酸钡拉曼激光晶体的生长及其性质研究

论文题目: 钨酸钡拉曼激光晶体的生长及其性质研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 材料学

作者: 葛文伟

导师: 张怀金

关键词: 钨酸钡晶体,受激拉曼散射,拉曼激光,晶体生长,缺陷表征,热学性质,光学性质

文献来源: 山东大学

发表年度: 2005

论文摘要: 近年来,利用晶体材料的受激拉曼散射（SRS）效应建立的全固态拉曼激光器成为引人瞩目的亮点。利用现有的固体激光器和拉曼激光晶体可以获得从紫外波段到近红外波段的激光输出,其中包括在医疗、雷达测量、遥感和海洋探测等领域有着重要应用的黄光、橙光激光以及眼安全激光。因此,研究发展适合于全固态拉曼激光器的拉曼激光晶体成为十分重要的材料研究领域的热点之一。钨酸钡（BaWO4）晶体被认为是稳定有效的拉曼激光晶体之一。与目前常用的Ba（NO3）2、KGd（WO4）2等拉曼激光晶体相比较,BaWO4晶体具有不潮解、透光波段宽、热机械性能优良的特点,可以采用提拉法比较容易的获得大尺寸的单晶,而且无论是在纳秒脉冲还是皮秒脉冲激光的泵浦下均具有较高的拉曼增益。这些优点使BaWO4晶体成为非常有希望建立实用化全固态拉曼激光器的拉曼激光晶体。但是据我们所知,目前对于适合拉曼激光应用的大尺寸BaWO4晶体（一般需要5cm以上）的生长和基本性质的研究还没有报道。因此,本论文对BaWO4晶体的生长、结构、缺陷及其基本性质进行了系统的研究,并探索了其在拉曼激光中的应用,主要包括以下几方面的工作: 一、晶体生长采用纯度为99.99%的BaCO3和WO3通过固相反应合成出BaWO4多晶原料,利用熔体提拉法分别沿a轴和c轴成功地生长出了大尺寸（Φ22mm×80mm）、无开裂、高光学质量的BaWO4单晶。由于晶体生长是一个复杂的物理—化学过程,我们结合晶体生长热力学和动力学规律,系统讨论了影响晶体生长和晶体质量的主要因素。包括优质多晶原料的制备和建立合理温场的设计;控制合适的生长工艺参数;选用优质籽晶,消除外界因素的影响等。同时针对不同因素的产生原因和影响特点,提出了相应的解决方法。二、晶体组分、结构与缺陷采用X射线荧光分析法分别测量了Ba元素和W元素在生长的BaWO4单晶不同部位的浓度。测量结果表明所生长的BaWO4单晶非常接近化学计量比的BaWO4,并且具有良好的组分均匀性。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章绪论

§1．1 引言

§1．2 固态激光器及其工作物质

§1．3 激光频率转换晶体

1．3．1 二阶非线性光学晶体

1．3．2 拉曼激光晶体

§1．4 拉曼散射效应及其基本理论

1．4．1 拉曼散射效应

1．4．2 普通拉曼散射的基本原理

§1．5 受激拉曼散射效应(SRS)及其基本理论

1．5．1 受激拉曼散射效应(SRS)

1．5．2 受激拉曼散射(SRS)的基本原理

§1．6 SRS的基本参数和拉曼激光的类型

1．6．1 SRS的基本参数

1．6．2 拉曼激光的类型

§1．7 拉曼激光晶体的研究现状

1．7．1 几种典型的拉曼激光晶体

1．7．2 自拉曼激光晶体

§1．8 本论文的研究工作

参考文献

第二章 BaWO_4晶体的生长

§2．1 引言

§2．2 生长方法及装置

§2．3 BaWO_4单晶生长

2．3．1 BaWO_4多晶料的合成

2．3．2 BaWO_4单晶的生长

2．3．3 BaWO_4晶体的退火

§2．4 BawO_4单晶生长相关问题的讨论

2．4．1 多晶料的制备对BaWO_4晶体生长的影响

2．4．2 温场对晶体生长的影响

2．4．3 工艺参数对晶体生长的影响

2．4．4 籽晶对晶体生长的影响

2．4．5 生长气氛对晶体生长的影响

§2．5 本章小结

参考文献

第三章 BaWO_4晶体的元素、结构与缺陷表征

§3．1 引言

§3．2 BaWO_4晶体的元素分析

§3．3 BaWO_4晶体的结构分析

3．3．1 X射线粉末衍射

3．3．2 锥光干涉图

§3．4 BaWO_4晶体的缺陷研究

3．4．1 晶体缺陷的种类

3．4．2 晶体缺陷的研究方法

3．4．3 BaWO_4晶体缺陷的研究

§3．5 本章小结

参考文献

第四章 BaWO_4晶体的基本物理性质

§4．1 引言

§4．2 BaWO_4晶体的密度测量

§4．3 BaWO_4晶体的硬度测量

4．3．1 硬度的划分标准及测试方法

4．3．2 BaWO_4晶体的硬度

§4．4 BaWO_4晶体的折射率

§4．5 BaWO_4晶体的热学性质

4．5．1 BaWO_4晶体的熔点、熔化热和熔化熵测量

4．5．2 BaWO_4晶体的比热

4．5．3 BaWO_4晶体的热膨胀

4．5．4 BaWO_4晶体的密度随温度的变化曲线

4．5．5 BaWO_4晶体的热扩散系数和热导率

§4．6 本章小结

参考文献

第五章 BaWO_4晶体的光谱和受激拉曼散射研究

§5．1 引言

§5．2 BaWO_4晶体的透过光谱

§5．3 BaWO_4晶体的拉曼光谱和红外吸收光谱

5．3．1 BaWO_4晶体的晶格振动群论分析

5．3．2 拉曼光谱和红外吸收光谱测量

5．3．3 谱图分析

§5．4 BaWO_4晶体的受激拉曼散射

5．4．1 受激拉曼散射实验装置

5．4．2 受激拉曼散射实验结果与讨论

§5．5 本章小结

参考文献

第六章结论及有待进一步开展的工作

§6．1 主要结论

§6．2 本论文的主要创新点

§6．3 有待进一步开展的工作

攻读学位期间发表的学术论文目录

攻读学位期间所获奖励

致谢

学位论文评阅及答辩情况表

发布时间: 2005-10-17

参考文献

[1].560nm固体拉曼和频黄绿光激光器理论与实验研究[D]. 于学丽.烟台大学2018
[2].基于非线性效应的新型固体激光器研究[D]. 吴倩文.山东大学2018
[3].二极管泵浦Tm:YAP/YVO4拉曼激光器输出特性研究[D]. 丁艳.哈尔滨工程大学2018
[4].基于空芯光纤的在线式液体拉曼检测方法[D]. 金志强.南京大学2018
[5].拉曼激光脉冲放大特性研究[D]. 薛峤.山东大学2010
[6].基于光纤F-P滤波器的水汽拉曼激光雷达系统及实验研究[D]. 赵美娜.西安理工大学2018
[7].基于晶体拉曼放大技术的单纵模589 nm激光器研究[D]. 薛峰.山东大学2018
[8].二阶分布式拉曼放大器特性的研究[D]. 黄金飞.武汉邮电科学研究院2017
[9].基于Nd:YAG/YVO4和Yb:YAG/YVO4全固态拉曼激光特性研究[D]. 江炜.暨南大学2015
[10].高次谐波中的超拉曼辐射研究[D]. 刘艳.吉林大学2009

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