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新型非线性光学晶体Na3La9O3（BO3）8及其掺杂晶体的生长和性能研究

2020-11-29阅读(276)

新型非线性光学晶体Na3La9O3（BO3）8及其掺杂晶体的生长和性能研究

论文摘要

二极管泵浦全固态激光器（DPSSL）是激光研究领域一个重要发展方向。目前,直接输出蓝绿固体激光的途径之一就是自倍频,激光自倍频晶体材料的探索有利于固体激光器朝着高效率、多功能、微型化、集成化的方向发展。Na3La9O3（BO3）8（NLBO）是一种新型的非线性光学晶体,具有非线性效应大、物化性能稳定等优点。稀土掺杂NLBO晶体可能成为新型的激光自倍频晶体。本论文主要工作包括三个方面:NLBO晶体生长和助熔剂探索;稀土掺杂NLBO晶体生长和光谱性质;稀土掺杂NLBO荧光粉的制备和光谱性质。主要内容如下:1.以Na2CO3-H3BO3-NaF作助熔剂,采用顶部籽晶法生长出40mm×25mm×10mm的NLBO晶体。继续探索了大量其它助熔剂,发现Na2O-B2O3-NaF作助熔剂生长NLBO的结晶区域很窄,生长出的晶体质量没有明显改善,还需要继续探索更合适的助熔剂。2.采用顶部籽晶法生长了Nd:NLBO晶体。X-射线粉末衍射结果表明Nd:NLBO与NLBO晶体具有相同的结构。运用同步辐射白光X射线衍射实验观察Nd:NLBO晶体缺陷。使用电感耦合等离子体—原子发射光谱仪测定了Nd3+离子的浓度。室温条件下测试了Nd:NLBO晶体的吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命。812nm附近宽的吸收峰使Nd:NLBO晶体能够被AlGaAs LD有效泵浦。根据Judd-Ofelt理论计算了Nd:NLBO晶体的光谱参数。3.采用顶部籽晶法生长得到了Yb:NLBO晶体。X-射线粉末衍射分析结果表明Yb:NLBO与NLBO具有相同的结构。电感耦合等离子体—原子发射光谱仪测定了Yb:NLBO晶体中Yb3+离子的浓度和有效分凝系数。测试了Yb:LCB晶体的室温吸收光谱和荧光光谱。采用倒易法计算了Yb3+离子的发射截面。计算了Yb:NLBO晶体的三个激光参数:临界反转分数、泵浦饱和强度和最小泵浦功率。4.采用顶部籽晶法生长得到了Er:NLBO晶体。X-射线粉末衍射结果表明Er:NLBO与NLBO具有相同的结构。电感耦合等离子体—原子发射光谱仪测定了Er:NLBO晶体中Er3+离子的浓度和有效分凝系数。测试了Er:NLBO晶体的室温吸收光谱和荧光光谱。根据Judd-Ofelt理论,计算Er:NLBO晶体中Er3+离子能级跃迁的谱线强度并拟合了唯象强度参数。5.采用固相合成方法得到NLBO:Eu和NLBO:Tb荧光粉。测试了它们的紫外光谱。荧光光谱显示NLBO:Eu在613nm附近有最强的发射峰,对应电偶跃迁5D0→7F2。位于589nm和598nm的发射峰对应磁偶极跃迁5D0→7F1。根据光谱可以推断Eu3+离子的位置缺乏反演对称性,并且Eu3+离子取代了具有C2v对称性的La1。NLBO:Tb最强的发射峰位于544nm,能发出明亮的绿光,属于5D4→7F5跃迁。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 激光自倍频晶体的研究进展
  • 1.2.1 激光自倍频晶体
  • 1.2.2 激光自倍频晶体的研究进展
  • 1.3 稀土光谱理论
  • 1.4 晶体生长方法
  • 1.5 NLBO 晶体的研究现状
  • 1.6 本论文的研究工作及创新点
  • 参考文献
  • 第二章 NLBO晶体生长与助熔剂探索
  • 2.1 引言
  • 2.2 晶体生长
  • 2.2.1 固相合成
  • 2.2.2 晶体生长
  • 2.2.3 晶体生长的影响因素
  • 2.2.4 提拉法生长晶体的初步探索
  • 2.3 探索新的助熔剂
  • 2.4 小结
  • 参考文献
  • 第三章 Nd:NLBO 晶体生长和光谱性能研究
  • 3.1 引言
  • 3.2 Nd:NLBO 晶体生长
  • 3.3 X-射线粉末衍射
  • 3.4 同步辐射白光形貌术
  • 3.5 分凝系数测定
  • 3.6 Nd:NLBO 晶体的光谱性能
  • 3.6.1 Nd:NLBO 晶体的吸收光谱
  • 3.6.2 Nd:NLBO 晶体光谱参数计算
  • 3.6.3 Nd:NLBO 晶体的荧光光谱
  • 3.7 小结
  • 参考文献
  • 第四章 Yb:NLBO 晶体生长和光谱性能研究
  • 4.1 引言
  • 4.2 Yb:NLBO 晶体生长
  • 4.3 X-射线粉末衍射
  • 4.4 分凝系数测定
  • 4.5 Yb:NLBO晶体的光谱性能
  • 4.5.1 Yb:NLBO 晶体的吸收光谱和荧光光谱
  • 4.5.2 Yb:NLBO 晶体光谱参数和激光参数计算
  • 4.6 小结
  • 参考文献
  • 第五章 Er:NLBO 晶体生长和光谱性能研究
  • 5.1 引言
  • 5.2 Er:NLBO 晶体生长
  • 5.3 X-射线粉末衍射
  • 5.4 分凝系数测定
  • 5.5 Er:NLBO 晶体的光谱性能
  • 5.5.1 Er:NLBO 晶体的吸收光谱
  • 5.5.2 Er:NLBO 晶体的荧光光谱
  • 5.5.3 Er:NLBO 晶体光谱参数计算
  • 5.6 小结
  • 参考文献
  • 3La9O3（BO3）8:RE3+（RE=Eu,Tb）的合成与性质'>第六章 Na3La9O3（BO3）8:RE3+（RE=Eu,Tb）的合成与性质
  • 6.1 引言
  • 6.2 固相合成
  • 6.3 X-射线粉末衍射
  • 6.4 荧光光谱
  • 6.5 发光强度与掺杂浓度
  • 6.6 扫描电镜表征
  • 6.7 小结
  • 参考文献
  • 第七章 全文结论
  • 7.1 总结
  • 7.2 需要进一步开展的工作
  • 攻读博士学位期间获得的主要成果
  • 致谢

    • 相关论文文献

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