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固液同成分点组分LiNbO_3紫外吸收边研究

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光学学报 1992年第12期12卷 1106-1110页

作者：成元发邝安祥湖北大学物理系武汉430062

本文报道了室温下,固液同成分点熔体中生长的LiNbO_3紫外光学吸收边的测量结果;并通过对晶体a^(1/2)～hv曲线的研究,肯定了4.0eV以下吸收边的间接跃迁性质;讨论了三段直线的意义;确定了禁带宽度E_9值为3.38eV.

关键词：紫外吸收边跃迁铌酸盐锂吸收谱

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高均匀性高掺镁铌酸锂晶体的生长与表征

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无机材料学报 2010年第12期25卷 1257-1262页

作者：涂小牛郑燕青陈辉孔海宽忻隽曾一明施尔畏中国科学院上海硅酸盐研究所上海201800

采用提拉法生长了高掺镁铌酸锂晶体,并采用高温极化法使晶体单畴化.为研究晶体的成分均匀性、光学均匀性及铁电畴均匀件,采用光谱、激光干涉、电子探针、显微观察等表征手段测定与观察了晶体的紫外吸收边、OH吸收峰、折射率梯度△n、晶... 详细信息

采用提拉法生长了高掺镁铌酸锂晶体,并采用高温极化法使晶体单畴化.为研究晶体的成分均匀性、光学均匀性及铁电畴均匀件,采用光谱、激光干涉、电子探针、显微观察等表征手段测定与观察了晶体的紫外吸收边、OH吸收峰、折射率梯度△n、晶体径向上的微观成分及晶体的铁电畴结构.结果表明:通过采用合适的生长组分和改进提拉法生长工艺获得了高质量的高掺镁铌酸锂晶体.晶体的紫外吸收边位于308 nm附近,OH吸收峰位于高抗光损伤阈值特征峰2828 nm处,光学均匀性达△n<5.11×10^(-5).在1200℃下通过外加电场极化获得了高均匀性且完全单畴的铁电畴结构.

关键词：高掺镁铌酸锂晶体紫外吸收边 OH吸收峰畴结构光学均匀性

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碱式磷酸锌光学性质的理论计算及其实验验证

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人工晶体学报 2021年第3期50卷 454-460页

作者：罗楠楠曹国炜郄元元张然王春晓公丕富李志华林哲帅山东师范大学分子与纳米探针教育部重点实验室山东省高校化学成像功能探针协同创新中心化学化工与材料科学学院济南250014 世纪天鸿教育科技股份有限公司淄博255039 中国科学院理化技术研究所人工晶体研究发展中心北京100190

Zn_(2)(OH)PO_(4)(ZPOH)属于正交晶系,其空间群为P 21212,该结构没有对称中心。基于赝势平面波方法,计算了ZPOH的电子结构,线性折射率和倍频(SHG)系数,并拟合了色散方程。为了验证计算值,使用水热法合成了ZPOH微晶,实验测得其SHG效应与... 详细信息

Zn_(2)(OH)PO_(4)(ZPOH)属于正交晶系,其空间群为P 21212,该结构没有对称中心。基于赝势平面波方法,计算了ZPOH的电子结构,线性折射率和倍频(SHG)系数,并拟合了色散方程。为了验证计算值,使用水热法合成了ZPOH微晶,实验测得其SHG效应与理论计算相符,同时测试了ZPOH的紫外(UV)吸收边及其热稳定性。

关键词： Zn_(2)(OH)PO_(4) 水热法倍频效应赝势平面波紫外吸收边线性折射率热稳定性

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磷酸盐深紫外非线性光学材料的设计合成和性能研究

磷酸盐深紫外非线性光学材料的设计合成和性能研究

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中国化学会第九届全国无机化学学术会议

作者：赵三根公丕富林哲帅罗军华中国科学院福建物质结构研究所中国科学院理化技术研究所

深紫外非线性光学(NLO)晶体是许多高端科学仪器的重要核心器件,但目前唯一可用的氟铍硼酸钾晶体存在含剧毒铍元素等问题,难以实现商业化。[1-5]近期,我们通过引入大型碱土金属和碱金属阳离子到磷酸盐中,成功构建了两个不含对称中心的新... 详细信息

深紫外非线性光学(NLO)晶体是许多高端科学仪器的重要核心器件,但目前唯一可用的氟铍硼酸钾晶体存在含剧毒铍元素等问题,难以实现商业化。[1-5]近期,我们通过引入大型碱土金属和碱金属阳离子到磷酸盐中,成功构建了两个不含对称中心的新型磷酸盐化合物Rb Ba2(PO3)5和Rb2Ba3(P2O7)2。其中,Rb Ba2(PO3)5兼具深紫外磷酸盐中最短的紫外吸收边(163 nm)和最大的粉末倍频效应(1.4倍KDP),在1064nm处相位匹配,并且同成分熔融,作为深紫外NLO材料具有潜在应用前景。[6]此外,我们利用[P3O10]5-基元的结构柔性,通过对此前报道的磷酸盐深紫外NLO材料Ba3P3O10X[5]进行分子剪裁,成功获得了一种结构基本不变但紫外吸收边显著蓝移(达167 nm)的新型深紫外NLO材料Ba5P6O20。基于第一性原理的理论计算发现,卤素X-的移除是其吸收边蓝移的主要原因。该吸收边蓝移机制与著名的KBBF晶体中的情况刚好相反。[7]我们的这些研究表明磷酸盐在不引入有毒铍的情况下其透光性能依然可满足深紫外NLO应用的需要,是一类有别于传统铍硼酸盐的新型深紫外NLO材料。

关键词：非线性光学晶体紫外吸收边分子剪裁磷酸盐

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液相合成—喷雾干燥制备掺镁铌酸锂多晶料及晶体生长研究

液相合成—喷雾干燥制备掺镁铌酸锂多晶料及晶体生长研究

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作者：刘庆波山东大学

学位级别：硕士

铌酸锂(LiNbO3,简称LN)晶体是一种集铁电、压电、非线性光学、电光、光折变等性质于一身的多功能人工晶体材料,具有稳定的化学性质和热学性质,晶体材料价格便宜,易于加工,被广泛的用于电子领域和光学领域。铌酸锂晶体已经在滤波器、声... 详细信息

铌酸锂(LiNbO3,简称LN)晶体是一种集铁电、压电、非线性光学、电光、光折变等性质于一身的多功能人工晶体材料,具有稳定的化学性质和热学性质,晶体材料价格便宜,易于加工,被广泛的用于电子领域和光学领域。铌酸锂晶体已经在滤波器、声表面波器件、光通讯、光波导基片等方面得到了应用。随着社会的发展,无绳电话等通讯器件的数量猛增,对铌酸锂的需求量也进一步加大,到目前为止,铌酸锂晶体仍然是一种经久不衰的人工晶体材料,它的地位是其他任何材料都无法替代的。一般市场上商业化的LN晶体是一种典型的非化学计量比晶体,是用传统的提拉法生长的同成分铌酸锂晶体(Congruent LN,简称CLN),其化学计量比为[Li]/[Nb]=48.6/51.4。虽然CLN晶体已经具有很好的组分一致性,但是由于Li的缺失,使晶体中存在许多本征缺陷(如反位缺陷),大大降低了铌酸锂晶体的诸多物理性能,尤其是晶体的抗光伤的能力,为了提高晶体的光伤阈值,常在CLN晶体中掺入MgO,减小因为Nb反位带来的本征缺陷对晶体性能带来的影响。高性能粉体(多晶原料)的制备是保障后期晶体生长质量的关键因素。一般铌酸锂粉体合成方法是通过将按比例混合的原料在1200℃左右煅烧,经过高温固相反应得到铌酸锂多晶料。在高温煅烧的过程中易于造成Li锂子的挥发,使组分发生偏离,导致出现包裹体、散射颗粒等缺陷,特别是在MgO掺杂原料的合成过程中,由于MgO熔点高,且粉体团聚,容易出现掺杂元素分布不均匀的现象。本文以氢氧化铌(Nb(OH)5)、碳酸锂(Li2CO3)、氧化镁(MgO)、柠檬酸(CA)、盐酸(HCl)、氨水(NH3H2O)为原料采用液相合成-喷雾干燥的方法制备出前驱体粉体,然后煅烧得到掺杂均匀的Mg:LN多晶粉料。合成的具体工艺包括：将氢氧化铌在水浴加热条件下溶于浓盐酸;通过加入柠檬酸生成Nb-CA配合物,形成稳定的铌离子配合物溶液;利用热重精确计算溶液中Nb的含量;根据Nb的含量计算加入的碳酸锂和氧化镁的量,并配制成前驱体溶液;对前驱体溶液进行喷雾干燥得到前驱体粉体;最后经过前驱体的煅烧制备出了掺杂均匀的Mg:LN多晶粉料。对合成的过程及产物进行了以下的分析研究：(1)研究了液相合成的反应机理;(2)通过对螯合前后的物质分析,证实了配合反应的发生和配合物的生成;(3)利用热重分析,了解了前驱体在煅烧过程中的热行为;(4)对不同温度下煅烧的产物进行红外分析,得到了前驱体煅烧的最终温度;(5)通过对煅烧产物的XRD表征,证实了镁离子已经进入铌酸锂的晶格之中,晶胞参数发生了改变;(6)对由不同浓度前驱体溶液得到的前驱体粉体和煅烧后的多晶料进行SEM测试,观察分析了粉体的不同形貌。喷雾干燥的前驱体颗粒呈球形,煅烧后的多晶料颗粒是由许多纳米颗粒形成的球壳。在晶体生长过程中,我们采用提拉法在空气气氛中生长了组分均匀、光学均匀性高的Mg:LN晶体,根据晶体的生长特点和习性设计了独特的生长系统,讨论了影响晶体生长的主要因素：温场、籽晶、生长工艺参数、外界、加料。然后对晶体进行了一系列性质表征：(1)通过测试晶体的紫外吸收边证实了组分的均匀性并得到了晶体中Li20的含量;(2)利用晶体中心和边缘位置的锥光干涉图验证了晶体具有较高的光学均匀性;(3)测试了晶体中心和边缘位置的折射率,折射率明显小于CLN晶体;(4)通过光学均匀性测试,得到晶体的光学均匀性达到2.02X10-5。

关键词：掺镁铌酸锂液相合成-喷雾干燥晶体生长紫外吸收边光学均匀性

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