BaY2F8的生长及其光学性质的研究

论文摘要

由于BaY2F8晶体具有低熔点,良好透光性质,宽透射波长（0.125–15μm）,易于和稀土元素进行掺杂及声子能量低等优点,因此同其他基质晶体相比,非常适合作为上转换发光的基质材料。另一方面,Er3+作为三价稀土元素,不但拥有丰富的能级,还具有发光谱带窄,吸收能力强,转换效率高,物理化学性质稳定的特点,在国内外也被广泛地作为激光材料的激活离子利用或研究。本文主要对温度梯度法生长BaY2F8和Er3+:BaY2F8的工艺参数,BaY2F8的生长基元进行了研究。还利用J-O理论计算了Er3+:BaY2F8的光谱参数。通过对BaY2F8晶体结构的分析,从晶体的生长基元为负离子配位多面体理论出发,对自然冷却条件下BaY2F8晶体自发结晶习性进行了研究,提出了以Ba2+为中心的近八配位十二面体和以Y3+为中心的近八配位十二面体是晶体生长的基元。并根据自发结晶的BaY2F8的XRD,说明了BaY2F8晶体发的{200}、{130}、{021}、{330}、{-111}、{111}、{221}、{002}等面族比较发育的原因。本文证实了仲维卓的负离子配位多面体理论对BaY2F8晶体生长的适用性,并对探索新的BaY2F8单晶生长方法有参考作用。我们还测试了晶体的吸收光谱,吸收光谱中Er3+离子的特征吸收峰清晰可辨。根据J-O理论的计算,得到了唯象的晶场参数Ωi （ i =2,4,6）,其数值分别为1.43×10-20cm2,0.49×10-20cm2和1.36×10-20cm2。重点分析了Er3+: BaY2F8晶体的各能级的荧光寿命,较之氧化物有很大的提高,其中4I11/2能级的寿命约为5ms,这样大的荧光寿命对于上转换激光的形成极为有利。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 激光材料发展
• 1.2 激光晶体与激活离子简介
• 2F₈在军事上的应用'>1.3 激光晶体BaY₂F₈在军事上的应用
• 1.4 本文所做工作
• 第二章 晶体生长概论
• 2.1 晶体生长的相变驱动力
• 2.2 晶体生长的理论模型
• 2.3 晶体生长的方法
• 2.4 温度梯度法简介
• 3+: BaY₂F₈晶体'>第三章 温度梯度法生长Er³⁺: BaY₂F₈晶体
• 2F₈晶体的结构与性质'>3.1 BaY₂F₈晶体的结构与性质
• 3.2 理论依据
• 3.3 生长工艺及实验过程
• 3.4 晶体形貌
• 2F₈生长基元及生长条纹的分析'>第四章 BaY₂F₈生长基元及生长条纹的分析
• 2F₈生长基元的分析'>4.1 BaY₂F₈生长基元的分析
• 2F₈生长条纹的分析'>4.2 BaY₂F₈生长条纹的分析
• 3+: BaY₂F₈光谱分析与计算'>第五章 Er³⁺: BaY₂F₈光谱分析与计算
• 5.1 JO 理论与上转换机制
• 3+: BaY₂F₈晶体的光谱分析'>5.2 Er³⁺: BaY₂F₈晶体的光谱分析
• 3+: BaY₂F₈晶体的光谱参数计算'>5.3 Er³⁺: BaY₂F₈晶体的光谱参数计算
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢