一、Growth,Dislocation and Morphology of Nd∶GdVO_4 Single Crystal（论文文献综述）
黄文文[1]（2021）在《GaNbO4晶体的生长和性能研究》文中研究表明晶体材料在结构上表现出周期性重复和对称性的特点,具有优异的物理性能,能够实现电、磁、声、光和力之间的相互作用与转换,是现代科学技术发展中不可或缺的重要材料。20世纪50年代,半导体材料硅（Si）和锗（Ge）单晶的出现及应用,引发了一场微电子技术的革命;80年代红宝石（Ti:Al2O3）、掺钕钇铝石榴石（Nd:YAG、Nd:YAP）等固体激光器的出现,使激光技术有了很大的发展。时至今日,晶体材料作为材料科学发展的重要前沿领域,其重要性不言而喻,它与激光、红外、电子、航空航天以及新能源开发等新技术的发展密切相关。随着现代科学技术的发展,尤其是光电信息技术的发展,天然晶体在质量、数量以及品质等方面都远不能满足需求,这就对晶体材料的种类和性能提出了更高要求,因而极大地促进了人工晶体材料的发展。近年来,以LiNbO3、KNbO3以及ReNbO4（La～Lu）为代表的铌酸盐晶体因具有优良的质子电导、电光以及非线性光学效应,在燃料电池、电光调制、激光倍频和光致发光等方面表现出巨大的应用价值,从而受到研究者的广泛关注。而研究发现这类晶体虽然具有优异的化学稳定性和热学性能,但生长高质量体块单晶较为困难,因此探索研究新型铌酸盐晶体及其应用、改进其制备工艺依然具有重要的意义。本论文以GaNbO4为研究对象,首次采用提拉法进行该单晶的生长,在获得厘米级GaNbO4体块单晶的基础上,系统研究了其物理性质,探索其可能的应用前景。本论文的主要研究工作和成果如下:（1）采用提拉法进行单晶生长。根据GaNbO4晶体的生长特性,选择铂金坩埚进行生长,并设计了多晶料的合成。结合晶体生长动力学和热力学因素以及实际情况,不断调整晶体生长过程中的工艺参数（晶转、晶升、降温速率等）、温场结构以及退火工艺等,针对晶体中出现的开裂现象,分析其形成原因并改善,最终成功生长出大尺寸、无宏观缺陷的GaNbO4单晶。质量表征测试结果表明提拉法生长的GaNbO4晶体结构完整,质量优异。（2）对获得的高质量GaNbO4晶体进行了结构解析。GaNbO4晶体属于单斜晶系,C2/m空间群。晶体具有中心对称的结构,结构由高度扭曲的GaO6和NbO6八面体组成,它们通过共顶和共边相连,沿着[010]方向形成一条“之”字形链。而且结构中沿b轴方向显示出无限长的通道空隙,因此理论上可进行元素掺杂,通过计算得到空隙半径最大为1.34 A。（3）对GaNbO4晶体的基本物理性质,包括密度,硬度和化学稳定性进行了表征。GaNbO4晶体的实验密度为5.064g/cm3,与理论密度值5.055g/cm3接近。GaNbO4晶体（100）和（010）晶面的莫氏硬度分别为7.91和7.37,硬度较大,但不影响后期晶体的加工。常温下GaNbO4不吸潮,耐酸腐蚀,化学稳定性优良。（4）研究了 GaNbO4晶体的X射线光电子能谱,结果表明GaNbO4晶体中无杂质离子及混合价态的离子存在,晶体纯度很高。通过第一性原理计算,得到其属于间接带隙半导体,带隙值为3.48 eV,带隙较宽。（5）全面表征了 GaNbO4晶体的热学性质,包括比热、热膨胀、热扩散和热导率。GaNbO4晶体的比热随温度的升高而增大,从室温时的0.482 J·g-1·K-1增大至300℃时的0.687 J.g-1·K-1。GaNbO4晶体的热膨胀系数具有明显的各向异性,而且沿结晶学b轴表现出负热膨胀特性,这与结构中最短的晶胞参数b有关。通过测试和计算得到了 GaNbO4晶体三个主轴热膨胀系数,其值分别为:α1=6.040 × 10-6 K-1,α2=-2.444 × 10-6 K-1,α3=9.498 × 10-6 K-1。并且确定了其结晶学轴与热膨胀主轴之间的关系,而且通过空间变换操作确定了其零热膨胀取向。GaNbO4晶体的热扩散和热导率随温度的升高而降低,b方向的热扩散系数和热导率最大,这归因于b方向存在较大空隙,声子间碰撞几率小,自由程变大。室温下,b方向的热导率达到10.71 W/（m·K）。GaNbO4晶体优异的热学性能使其在激光基质晶体及大功率电子器件方面具有潜在的应用前景。（6）系统研究了 GaNbO4晶体的紫外-可见漫反射光谱、透过光谱、激光损伤阈值以及拉曼光谱,结果表明GaNbO4晶体具有较宽的透过范围（340～5200 nm）,透过范围内透过率达到70%。激光损伤阈值为148 MW/cm2。晶体的偏振拉曼谱中最大拉曼频移峰在918 cm-1,且强度较大,其对应线宽大约为9.0 cm-1,因此该晶体是一种潜在的拉曼晶体材料,而且因其优异的热学性能,作为拉曼激光晶体时将具有更加稳定的输出。（7）通过设计不同的切型,获得了 GaNbO4晶体的全部介电常数,其值分别为ε11=15.59,ε22=19.20,ε33=13.34,ε13=15.64,具有较小的各向异性。研究发现GaNbO4晶体在高温环境下依然具有较高电阻率,表现出良好的电阻特性。GaNbO4晶体具有霍尔效应,说明晶体中存在电子电导。测试结果表明GaNbO4晶体属于N型导电,施主缺陷起主导作用。（8）采用化学腐蚀法研究了 GaNbO4晶体不同晶面的位错形貌,位错形貌具有明显的各向异性,且与其结构特点相对应。
樊梦迪[2]（2021）在《几种铋基光电功能晶体的探索生长及基本性能表征》文中研究指明光电功能晶体一直是材料科学领域的研究热点,在目前已开发出的光电功能晶体材料中,部分综合性能优异的功能晶体被研制成了各类光电器件（换能器、激光器等）并推向实际化应用。然而,各类应用场景对器件的指标要求持续提高,迫切需要探索具备优越特性的新型光电功能晶体。为此,本论文以铋基功能晶体为研究对象,采用泡生法、助熔剂法以及坩埚下降法对八硼酸铋晶体（α-Bi2B8O15）、钛酸铋钙晶体（CaBi4Ti4O15,CBT）以及钛酸铋晶体（Bi2Ti2O7,BTO）进行了探索生长,并测试研究了晶体的结构、机械性能、热学性能以及光、电性能。主要研究工作及结果如下:一、几种铋基晶体的生长研究及品质表征（1）采用泡生法、助熔剂法以及坩埚下降法对α-Bi2B8O15、CBT以及BTO单晶进行了生长研究,研究发现,α-Bi2B8O15以及CBT晶体具有强烈的片层状生长习性,使其在晶体生长方面存在较大的困难。另外,通过优化晶体生长参数,采用助熔剂法生长得到了较高质量的BTO晶体,目前生长得到的BTO晶体的尺寸可达 16×13×5 mm3。（2）表征了 α-Bi2B8O15晶体以及BTO晶体的生长质量。高分辨X射线测试测得晶体的半峰宽分别为0.04°和72"。另外,劳厄衍射表征发现晶体的衍射斑点对称且一致性较好,以上分析表明获得的晶体具有较好的结晶品质。（3）研究了 α-Bi2B8O15晶体以及BTO晶体的生长缺陷。发现这两种单晶都存在包裹物、负晶以及添晶等多见宏观缺陷;采用扫描探针显微镜分别对α-Bi2B8O15单晶（010）和BTO的（111）晶面进行观察,未见生长丘缺陷存在;采用化学腐蚀法研究了晶体的位错缺陷,通过在显微镜下观察腐蚀后的样品,发现位错腐蚀坑形貌符合晶体的结构对称性特征。二、晶体结构及物理性能研究（1）基于Rietveld方法对α-Bi2B8O15、CBT以及BTO单晶的结构进行了精修,从微观结构角度解释了 α-Bi2B8O15以及CBT单晶具有片层状生长习性的原因。并利用精修的结构数据,结合BFDH方法计算了这两种晶体体系的理想形貌,计算结果与实验生长得到的晶体形貌相一致。（2）研究了 α-Bi2B8015晶体以及BTO晶体的X射线光电子能谱、密度以及机械特性（硬度、屈服强度、断裂韧性以及脆性指数）等基本性质。表明这两种化合物具备稳定的化学特性。另外,研究发现α-Bi2B8O15晶体相对较弱的机械性能与其层状结构有关,BTO晶体具有较好的机械强度,但相应的脆性较大,故在后续加工及应用方面应特别留意。（3）测试研究了晶体的基本热学性质。研究表明α-Bi2B8O15晶体具有较好的热稳定性,而CBT和BTO晶体均为不一致熔融化合物,且分解点分别为1240℃和1254℃;α-Bi2B8O15晶体以及BTO晶体的比热均随温度升高而升高,其中室温下的比热值分别为0.61 J.g-1.K-1和0.45 J·g-1·K-1,与BIBO晶体室温下的比热值（0.48 J.g-1·K-1）相当;α-Bi2B8O15晶体Y方向上较大的热膨胀系数（36.64×10-6K-1）以及较小的热扩散系数（0.32mm2/s@25℃）和热导率（0.80 W.m-1.K-1@25℃）都与该方向上的层状结构密切相关;BTO晶体具有较小的热膨胀系数（5.80×10-6K-1）,且小于BIBO晶体的热膨胀系数（α11=7.3×10-6K.1）。另外,BTO晶体的热导率与温度成正相关,其中在25℃时为1.55 W.m-1.K-1,与YCa4O（BO3）3晶体的热导率（κ22=1.72 W.m-1·K-1）相当。三、晶体的基本光、电性能研究（1）研究了α-Bi2B8O15晶体以及BTO晶体的高温电阻率、介电常数、损耗等基本电学特性。研究表明,α-Bi2B8O15晶体的电阻率较高、介电损耗较低（tanδ22:2.5%@550℃）以及较好的温度稳定性（Δε22/ε0:15%@550℃）。其中3000C时该晶体Y方向电阻率为1.5×1010Ω·cm,比La3Ga5.5Nb0.5O14晶体（～8 × 108Ω-cm）高出两个数量级;BTO晶体的电阻率较小,且数值随温度的上升减小较快（<104Ω·cm@600℃）,该晶体较小的电阻率与其对应的带隙值（2.83 eV）以及无序结构有关;BTO晶体具有较大的相对介电常数（270@600℃）,并且发现该晶体具有介电弛豫现象,该晶体产生介电弛豫的原因与其结构中高对称性位置发生无序位移有关。另外,从多面体畸变和偶极矩角度评估了 α-Bi2B8O15晶体以及CBT晶体的压电活性,研究发现CBT单晶的单胞净偶极矩为37.35 D,与压电活性优异的BIBO单晶（35D）相当,表明该单晶可能具备较高的压电活性。（2）测试分析了晶体的带隙、透过以及拉曼特性等基本光学特性。漫反射光谱测试发现α-Bi2B8O15、CBT以及BTO晶体的带隙值分别为4.41 eV、2.83 eV以及3.11 eV,从带隙值大小可以推测,α-Bi2B8O15晶体的电阻率大于其他两种晶体,这与实验测得的α-Bi2B8015晶体（1.5×1010Ω·cm@300℃）以及BTO晶体（1.6×107Ω·cm@300℃）的电阻率结果相一致;透过光谱测试表明α-Bi2B8O15晶体以及BTO晶体均具有较宽的透过范围（0.26～4.4 μm;0.44～7.3μm）以及较高的透过率（>60%@0.78～3.3 μm;>60%@0.69～5.4 μm）。其中 α-Bi2B8O15 晶体的红外截止边为 4.4 μm,大于 β-BaB2O4（3.5 μm）、LiB3O5（3.2 μm）以及 CsB3O5（3.0 μm）等硼酸盐晶体,而BTO晶体的红外透过范围覆盖了大气窗口的一个重要波段（3～5 μm）,以上分析表明这两种晶体在中红外波段具有潜在的研究价值;拉曼光谱测试发现BTO晶体具有较低的声子振动频率（<800 cm-1）,这也是该晶体具有较大红外截止边的原因之一;结合文献报道,研究了 α-Bi2B8O15以及BTO晶体的电子结构,发现对α-Bi2B8O15单晶的光学特性主要为BiO6八面体和BOx（x=3,4）多面体的贡献,而TiO6八面体是BTO晶体的主要贡献基团。
徐龙云[3]（2021）在《KDP晶体位错与生长研究》文中提出磷酸二氢钾（KH2PO4,简称KDP）晶体是一种性能优良的晶体材料,广泛应用于激光变频、电光调制、高速Q开关和压电转换器等领域。随着高功率激光系统在受控热核反应等重大技术上的应用,人们对KDP晶体的生长质量提出了更高要求。晶体中位错结构（密度,分布,方向以及柏氏矢量）将会对KDP晶体的生长过程以及质量产生重要的影响。KDP晶体生长主要依靠位错生长机制,位错终止于晶体表面时会形成台阶,环境中的组分极易吸附在台阶上,只需要极小的过冷度,台阶会同时沿着法线和切线方向推移并逐渐铺满整个晶体表面,呈现出螺旋上升的形态,即生长丘。KDP晶体中位错结构与晶体中的包藏、微管、应力开裂、生长条纹以及杂质不均匀富集等密切相关。KDP晶体中位错结构的研究对于提高晶体生长质量、改善物理性能具有重要的意义,但位错结构（密度,分布,方向,柏氏矢量）与KDP晶体生长环境之间的关系还不清楚。针对这一问题,本文重点围绕着快速生长KDP晶体中位错结构展开,明确了位错结构的表征方法,从晶体生长的角度出发,系统研究不同生长条件对位错结构的影响,为调控位错结构控制晶体生长形貌和提高晶体生长质量提供理论和实验依据。本论文的主要内容如下:1.利用原子力显微镜（AFM）观察晶体锥面生长丘形貌,以期通过其形貌得到KDP晶体锥面位错伯氏矢量、密度和分布信息。基于生长丘形貌的观察和结构测量,对其形貌的形成机理和出现的一些现象进行了讨论。实验结果表明:邻位面台阶对生长基元吸附能的差异是KDP晶体锥面非对称生长丘形成的主要原因,进一步建立了锥面生长丘形貌与晶面指数的对应关系;通过对生长丘形貌观察,KDP晶体锥区存在伯氏矢量b⊥大小分别为0.51 nm、1.02nm以及1.53 nm的位错。虽然生长丘是位错在晶体生长时的直观表现,但由于KDP晶体锥面生长丘存在竞争生长,很多位错并不能通过生长丘显露,使用生长丘对锥面位错柏氏矢量、密度、分布等信息表征还存在很多不足。2.对传统腐蚀技术进行了改进,配制水-乙醇混合溶液作为腐蚀液,探索了KDP晶体锥面上产生清晰位错蚀坑的条件。利用3D共聚焦显微镜观察位错蚀坑结构,对比了位错蚀坑和生长丘,不同晶面位错蚀坑之间的对称关系,进一步讨论了 KDP晶体锥面位错蚀坑的形成机理。实验结果表明:使用75%水-乙醇混合溶液作为腐蚀液,在腐蚀加抛光操作下可以在KDP晶体锥面上获得清晰位错蚀坑,进一步观察发现KDP晶体锥面存在螺位错、刃位错和混合位错形成的三种腐蚀坑形貌;不同锥面上位错蚀坑形貌对称关系与晶体对称性密切相关;锥面蚀坑倾斜面上台阶取向接近于<1 1 1>晶向和<0 1 0>晶向。锥面位错处形成的倾斜面台阶腐蚀方向和位错生长丘邻位面台阶生长方向存在可逆性,因此锥面生长丘和位错蚀坑形貌之间近似存在中心对称关系。3.对KDP晶体锥区位错方向进行了测量。通过改进测量方式尝试提高位错方向的测量精度,分析了锥面位错蚀坑形貌和位错方向之间的关系。实验结果表明:在光学显微镜的物镜和晶体之间放置偏振片可以消除晶面的双折射影响,提高了位错方向的测量精度;在此基础上,测得了与理论预测值接近的<2 0 5>方向螺型位错;锥面位错蚀坑的空间形态受到位错线与锥面法线夹角β的影响,即随着β值的增加,位错蚀坑倾斜面的斜率比值减小,基于这种关系,可以由蚀坑形貌推测位错方向信息。4.使用原子力显微镜（AFM）观察晶体柱面生长丘形貌,在生长丘形貌的观察和结构测量基础之上对柱面生长丘出现的一些现象进行了讨论。利用腐蚀方法对KDP晶体柱面进行腐蚀,采用3D共聚焦显微镜观察柱面位错蚀坑形貌,探索了 KDP晶体柱面位错蚀坑的形成机理,最后对柱面位错方向进行了测定。实验结果表明:柱面生长丘螺旋数大于等于4时即产生微管,在此基础上修正了柱面上对应的能量因子,修正后能量因子为K=4.36×1010 J/m3。KDP晶体柱面存在伯氏矢量b⊥大小为1.11 nm、1.48 nm以及1.85 nm的位错。与锥面类似,生长丘在柱面位错柏氏矢量、密度、分布等信息表征中同样存在不足。采用与锥面相同的腐蚀方法可以在KDP晶体柱面上产生清晰并具有倒置四棱锥形貌的位错蚀坑,蚀坑倾斜面上台阶取向接近于<0 0 1>晶向和<1 0 0>晶向,其蚀坑形貌之间的对称关系同锥面一致;在柱面上同样发现了螺位错蚀坑、刃位错蚀坑和混合位错蚀坑。此外,在KDP晶体柱面测得了与理论预测α=82°的位错线接近的<7 0 1>位错线方向。5.测量了不同籽晶取向、籽晶缺失、过饱和度以及转速下KDP晶体中位错结构,研究了这些因素对位错结构的影响并分析了其各自影响机理。实验结果表明:随着籽晶取向角度增大,KDP晶体锥、柱面上平均位错密度均呈现出先增大后减小,而后继续增加的趋势;30°定向籽晶生长晶体中位错密度较低,相对于Z向籽晶,其位错减少的区域主要位于锥、柱面底部位置,晶体中刃位错比例明显降低。与完整Z向籽晶相比,籽晶缺失将会增加KDP晶体中的位错密度,并随着缺失程度的增加而进一步增大;籽晶棱边缺失对晶体中位错密度的影响要低于棱角缺失;籽晶棱角缺失时,晶体整个锥面区域的位错密度增加,对于柱面,棱角的缺失明显增加了上棱边位置的位错密度;籽晶棱边缺失条件下增加的位错主要位于锥、柱面底部。溶液过饱和度对晶体中锥、柱面位错密度的影响程度不同,随着过饱和度增加,锥面位错密度呈现出递增趋势,而柱面位错密度则呈现出递减态势;过饱和度在4%～6%范围内,晶体中位错密度较低,晶体结晶质量较好,过饱和度在此范围内可以降低锥、柱面底部的位错密度;晶体中螺位错和混合位错的占比随着过饱和度的增加而提高。晶体生长过程中,溶液流场对晶体中位错结构的影响较大,提高晶体的转速可以有效降低晶体中的位错密度,并且提高转速对降低锥面位错密度效果比较明显,但如果持续提高转速,则会增加溶液的不稳定性并产生大量位错;一般生长过程中,31 rpm转速下可以生长出位错密度较低的晶体,该条件下可以明显降低锥、柱面底部位错的形成几率。通过对包藏前后位错密度的测量,发现包藏产生前晶体中已经含有大量的位错,我们认为包藏可以产生位错,而位错的大量产生又是在晶体中再次产生包藏的重要原因。
潘瀚[4]（2021）在《新型低维纳米材料的宽带非线性光学特性及应用研究》文中认为自低维纳米材料出现以来,由于其独特的物理化学性能,受到了科研人员的广泛关注,在材料学、纳米技术、凝聚态物理、化学和光电子学等领域的研究发展十分迅速。受到量子限域效应等影响,低维纳米材料也表现出不同于体相材料的光学特性。因此,对低维纳米材料非线性光学性能的探索将不仅有利于理解纳米尺度非线性光学效应的物理机理,并且为开发基于纳米非线性光学材料的各种高性能光子器件包括光调制器、光限幅设备和全光开关等,提供实验和理论上的基础。例如,基于材料的非线性吸收性能制作的可饱和吸收器件是全固态、光纤脉冲激光器的核心组成部分。随着脉冲激光器在短脉冲、高能量、可调谐等性能方面的不断提升,对可饱和吸收器件的要求也逐渐升高,传统材料由于其工作带宽窄、饱和恢复时间长、难于集成等缺点严重限制了脉冲激光器的发展。而基于低维纳米材料的可饱和吸收器件通常具有超快响应时间、宽工作带宽、低损耗、低成本和易兼容等优点。因此,开展低维纳米材料的非线性光学特性及其应用研究对丰富可饱和吸收体的种类和提高脉冲激光器的性能具有非常重要的指导意义和实用价值。本文以此为出发点,对多种新型低维纳米材料在近红外区域的宽波段非线性光学特性进行了系统研究,初步阐释了不同非线性吸收和折射现象中的物理机理及其规律,探究了影响其非线性光学性能的主要因素,确定了众多关键的非线性光学参数并发掘了其作为可饱和吸收器件以及光限幅设备的应用潜力。作为应用,基于这些新型低维纳米材料的可饱和吸收特性,实现了近红外多波长脉冲激光的稳定输出,并总结了多种不同体系低维纳米材料在不同波长处的脉冲激光调制特性。本论文的主要研究内容如下:1.制备了聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）基底的CdSe/ZnS核壳结构量子点混合物薄膜。研究了样品在近红外波段（包括1和1.3 μm）的非线性光学特性,探究了复合材料中量子点浓度和激发光强对其非线性光学响应的影响。发现随激发光强度的增加,出现了从可饱和吸收到反饱和吸收现象的变化过程。样品的非线性吸收特性随激发光强度的增大而逐渐增强,并且受到了掺杂浓度的影响。根据不同掺杂浓度样品的实验结果对比,证明了通过优化量子点浓度来提高其复合材料非线性光学性能的可行性。此外,还探究了样品的非线性折射特性,在强光激发下,表现出自散焦现象。通过实验数据拟合确定了调制深度、非线性吸收系数、非线性折射率等众多关键参数。最后,基于CdSe/ZnS核壳结构量子点的可饱和吸收特性,实现了在1和1.3 μm脉宽分别为233和196 ns的调Q脉冲激光稳定输出,并验证了掺杂浓度对量子点复合材料脉冲调制特性的影响。2.通过液相剥离（liquid phase exfoliation,LPE）的方法制备了尺寸均匀的二维铋烯量子点（Bi quantum dots,BiQDs）。利用Z扫描技术探究了 BiQDs在2 μm波段处的可饱和吸收特性,确定了其调制深度约为15.4%。基于此,制备了 BiQDs可饱和吸收体应用于2 μm Tm:YLF固态调Q激光器中。最终获得了峰值功率为8.1 W和脉宽为440 ns的脉冲激光输出,实验证明了 BiQDs在2 μm波段的激光调制能力。3.通过LPE法制备了以8～9层为主的InSe纳米片。利用基于密度泛函理论的第一性原理计算,研究了 InSe纳米片电子态密度和能带结构随层数变化的关系。结果表明,随着纳米片层数从体相到单层的逐渐减少,其带隙结构表现出从直接带隙到间接带隙的变化过程,并且带隙宽度逐渐增大,单层时可达到2.1 eV。根据研究结果,确定了本文中所制备的8～9层InSe纳米片为直接带隙结构,带隙宽度约为1.5 eV。研究发现InSe纳米片在1～2μm波段呈现出良好的宽带可饱和吸收特性。基于此,将其作为可饱和吸收体,分别搭建了工作波长为1.06、1.34和1.91 μm的固态调Q激光器,并实现了脉宽分别为599、520和210 ns脉冲激光的稳定输出。4.利用LPE法制备了高质量的MoSe2纳米片并测量了其在1 μm波段的非线性光学特性。结果表明,随着激发光强度增加,少层MoSe2纳米片表现出从可饱和吸收到反饱和吸收的转变过程,并且表现出自聚焦特性。通过拟合计算,得到了 MoSe2纳米片的非线性吸收系数和非线性折射率等参数。以少层MoSe2纳米片为可饱和吸收器件,成功获得了脉宽为772 ns的1μm Nd:CNGG脉冲激光。5.通过物理气相外延（physical vapour deposition,PVD）的方法在蓝宝石基底上生长了大尺寸,厚度均一的单层MoS2纳米薄膜。研究发现其在1和2μm波段具有宽带非线性光学响应,并确定了调制深度和双光子吸收系数等参数。基于其良好的宽带可饱和吸收特性,成功搭建了1 μm全固态锁模激光器和2 μm全固态调Q激光器,并实现了 438 ps锁模脉冲和765 ns调Q激光的输出。6.通过液相合成法制备了颗粒大小在数百纳米范围,表面光滑,尺寸分布较为均一的十二面体结构二甲基咪唑钴材料（ZIF-67）。根据第一性原理计算和实验表征结果确定了 ZIF-67的带隙宽度约为1.94 eV。研究了 ZIF-67在1～2 μm波段中的宽带光学非线性响应特性。随激发强度的增大,出现了从可饱和吸收到反饱和吸收现象的变化。利用拟合公式确定了非线性吸收系数、双光子吸收截面和非线性折射率等参数。ZIF-67在近中红外区域具有较大的双光子吸收截面以及非线性折射率,这使其有应用于光限幅设备和光开关器件的潜力。基于ZIF-67宽带可饱和吸收体,成功搭建了 1、1.3和2μm固态调Q激光器,并分别获得了 120、108和278 ns的短脉冲激光输出。由于ZIF-67独特的高孔隙率笼式结构和较大的比表面积等因素,其在激光实验过程中也展现了极好的热稳定性。
慈世伟[5]（2021）在《激光增材制造镍基单晶高温合金显微组织和力学性能研究》文中认为单晶叶片在服役过程中常因磨蚀、高温气体冲刷等导致叶尖磨损、裂纹和局部烧蚀等问题,无法继续使用。单晶叶片的叶尖修复工作一直是国内的短板。本文针对单晶叶片叶尖修复过程中面临的微观组织控制问题,采用脉冲激光增材制造工艺,结合试验探索和理论模拟,对激光增材制造单晶高温合金的微结构调控进行了研究,并对修复单晶的拉伸性能和持久性能进行了表征。主要研究结果如下:（1）针对脉冲激光增材制造工艺代码缺失问题,本文提出了脉冲激光增材制造代码生成的模块设计方法。脉冲激光增材制造代码生成软件由线段切分模块、G-code格式化模块、文件I/O模块和外部数据传输接口模块四个模块组成,实现单点代码、薄壁代码、长方体代码和转换代码的生成功能。该软件采用方便快捷的可视化界面程序编程。在单点代码中,脉冲参数和层厚进行耦合,使得激光脉宽和周期与Z轴移动匹配。在薄壁代码中,软件设置了 X轴方向、Y轴方向和任意方向的薄壁。软件对输入的搭接率、薄壁长度和激光直径进行自适应调整。在长方体代码中,软件以垂直X轴和Y轴的线段对长方体切分;X轴方向和Y轴方向的搭接率会根据参数设置的合理性进行自适应调整。在转换代码中,输入脉冲激光相关参数,可将连续激光增材制造代码转换为脉冲激光增材制造代码,并对搭接率进行自适应调整。（2）针对脉冲激光增材制造显微组织控制问题,本文通过激光试验与数值模拟对显微组织形成规律进行系统研究。建立了镍基单晶高温合金脉冲激光重熔时一次枝晶间距（PDAS）的数值模型,数值模型将理论PDAS模型与温度场计算模型联系起来。基于该模型,计算的PDAS与试验PDAS吻合良好。PDAS随激光功率（P）和脉冲宽度（t）的升高而增加;平均温度梯度（（?））和平均凝固速度（（?））随着P和t的升高而减小。熔覆试验定量分析了激光功率（P）、脉冲宽度（t）和送粉量（m）对外延生长和熔覆效率的影响。为了直观地表达各工艺参数对指标的影响程度和趋势,绘制了反应各工艺参数对相应指标影响程度和趋势的雷达图。P、t和m的增加使熔覆层的尺寸增大,且t和m的作用显着。低P,t和m有利于柱枝晶外延生长。为了保证实际脉冲激光增材制造过程中的外延生长和修复效率,必须首先调整m。为了保证熔覆层的宽度,应首先调整P或t。在此基础上,优化了一组修复DD432薄壁的工艺参数（P:2000W-2200W,t:0.16 s,m:11 g/min）。此方法也成功的应用到实际叶片修复工艺优化上。（3）采用脉冲激光增材制造工艺,在单晶基板上成功制备了无裂纹的单晶高温合金,对修复后的高温合金的组织进行了表征。沉积区的一次枝晶间距（17.2μm）、二次枝晶间距（3.3 μm）、孔隙尺寸（3.2 μm）和γ’相尺寸（约39.9nm）均小于基材区。沉积区孔隙率（0.19%）大于基材区（0.11%）;初始熔覆层冷却速度快,抑制了（γ+γ’）共晶的形成。随着熔覆层数增加,高熔覆层冷却速率逐渐降低,导致（γ+γ’）共晶增加。由于热影响区的存在,（γ+γ’）共晶部分溶解,第N层底部的（γ+γ’）共晶多于N+1层顶部。（4）对激光增材制造单晶高温合金的拉伸性能进行了分析。结果表明,在660至760℃条件下,试样的断裂方式为解理断裂,单晶基材区粗大的碳化物发生开裂,提供了裂纹扩展路径,使基材区优先断裂。此时,位错的运动机制主要是剪切型。在900至1100℃条件下,断裂方式为微孔聚集断裂,沉积区（γ+γ’）共晶和孔隙恶化了高温性能,沉积区优先断裂。此时位错运动的主要机制是Orowan绕过,且形成了大量不规则位错网;基材区和沉积区界面处未发生断裂,这与该区域没有基材区那样的粗大MC碳化物,也没有高熔覆层的（γ+γ’）共晶有关。（5）在1000℃/280 MPa条件下,研究了经标准热处理的脉冲激光增材制造和铸造DD432单晶试样的持久性能。脉冲激光增材制造试样的平均持久寿命（65.4 h）比铸态试样（59.1 h）长。脉冲激光增材制造DD432单晶试样碳化物细小,枝晶间距小,成分偏析小;脉冲激光增材制造样品和传统铸造样品的γ通道平均厚度相同（288nm）。然而,铸态样品中枝晶间区与核心枝晶区之间的γ通道宽度不均匀;铸态样品中形成拓扑紧密堆积（TCP）相,而沉积区未观察到TCP相;铸态试样中的碳化物与基体发生断裂或分离,形成裂纹,而脉冲激光增材制造试样中的碳化物几乎不与基体断裂或分离。
梁龙琪[6]（2020）在《稀土钒酸盐纳米材料的制备及其性能研究》文中认为稀土基纳米材料由于其独特的磁性、催化和光学等性能,在低阈值激光器、生物影像造影剂、电视机显像管、手机屏幕、白光LED、荧光灯、光电子器件等领域具有极其重要的作用。稀土金属离子掺杂的无机发光材料具有高荧光量子产率、低毒性等优点,并且对生态环境危害小,因此它们的应用引起了更广泛的关注。本文采取简单快速的微波水热法,通过调控反应条件,合成了一系列镧系元素掺杂的稀土钒酸盐纳米材料。基于稀土钒酸盐纳米材料具有生物毒性小、水溶性好、荧光量子产率高等诸多优点,我们在后续的研究中着重探索了其在生物成像和荧光打印等方面的应用。第一章是绪论部分,介绍了稀土基荧光纳米材料的发光机理、研究概况和应用进展,以及本文选题的目的和意义。第二章,我们以水为溶剂,以聚丙烯酸（PAA）作表面活性剂,通过微波辅助水热合成方法制备了Lu VO4:Eu纳米粒子。通过调节反应温度、溶液的p H和Eu3+的浓度,最终得到高质量且具有相对长荧光寿命的Lu VO4:Eu纳米粒子。在反应温度为180°C时,Lu VO4:Eu纳米粒子具有均一、稳定的形貌。在调控反应溶液的p H值的过程中,我们发现随着反应溶液的碱性逐渐增强,Lu VO4:Eu纳米粒子的荧光强度也逐渐增强,p H值与荧光强度呈正相关。Eu3+的浓度同样影响纳米粒子荧光强度,经过调控我们获得最优的稀土离子掺杂浓度,即当掺杂的Eu3+浓度为5 mol%时,其荧光量子效率最高。制得的高水溶性Lu VO4:Eu纳米粒子平均直径为165 nm,纳米粒子的水溶液在紫外灯下显示稀土Eu3+特征红色荧光。由于Lu VO4:Eu纳米粒子高水溶性和优异的荧光性质,其水溶液满足防伪打印的要求,进而我们开展了其应用于防伪打印墨水的研究。第三章,我们以水为溶剂、氨基酸为模板剂,通过简单、快速、绿色的微波辅助水热方法合成了YVO4:Eu纳米粒子。纳米粒子具有结晶程度高、稳定性好、尺寸小（50 nm以下）等特点,且在水中具有良好的分散性。我们探究了氨基酸加入量对纳米粒子结构及形貌的影响,并将该合成方法用于其他稀土钒酸盐纳米粒子的合成。在紫外光激发下,YVO4:Eu纳米粒子表现出了优异的荧光性能（明亮的红色）,可以将其与柔性聚合物复合用于简易的3D图像显示。我们合成的氨基酸包裹的YVO4:Eu纳米粒子为白色固体,分散在聚乙二醇中并经过交联-固化后得到了白色复合物模型。模型具有一定的韧性,能长时间地保持特有的形状。由于其生物兼容性好的特点,YVO4:Eu纳米粒子还可以作为荧光探针标记小鼠结肠癌细胞（CT26细胞）,同时显示出良好的膜通透性。这些结果表明氨基酸包裹的YVO4:Eu纳米粒子作为荧光探针在细胞检测以及传感等领域有着潜在应用价值。第四章,我们采用了微波辅助水热合成方法,通过调节模板剂的种类和用量,获得高质量、生物相容性好的Gd VO4:Eu纳米粒子。通过对样品的一系列表征,我们深入地研究了Gd VO4:Eu纳米粒子的各项物理和化学性质。为了探究Gd VO4:Eu纳米粒子作为生物探针的潜在应用,我们将其注入到小鼠结肠癌细胞中,分别测试了加入不同浓度Gd VO4:Eu纳米粒子时的荧光成像情况。本论文的最后一章对稀土矾酸盐纳米材料的系统合成以及稀土矾酸盐纳米材料在荧光成像等方面的应用进行了总结与展望。
刘文宇[7]（2020）在《掺镱倍半氧化物固溶体混晶的生长及其光谱展宽性能研究》文中认为激光是20世纪最伟大的发明之一,激光的广泛应用已经彻底改变了人们的生活,带来了巨大的社会和经济效益。其中,超快超强激光是目前激光技术发展的重要方向之一。超快激光脉冲宽度短、峰值功率高的这些特性使其在诸多领域都有着广泛的应用。例如:短脉冲宽度在激发和测量固态、生物材料中的超快物理过程方面有着重要的应用;高峰值功率使其在精密加工、科研、医疗中有着重要的应用前景。无论超快激光的产生或放大,其关键要素都是激光增益材料,激光增益材料的光谱宽度决定了能够产生的脉冲宽度,其热学性能决定了可实现的激光功率和效率。因此,自20世纪60年代激光发明以来,对于新型激光增益材料的研究受到了广泛的关注。通常,增益材料的发光性能主要归因于激活离子,并受到基质晶体中的局部配位场的影响。而增益材料的热学性能主要是由基质晶体决定的,同时受到激活离子掺杂的影响。对于超快超强激光来说,具有宽的发射光谱可以实现较窄的脉宽,而具有高导热率和低声子能量的基质晶体则有利于获得高效及高功率激光输出。激活离子掺杂的倍半氧化物具有较高的热导率,是高功率超快脉冲激光的重要增益介质。然而,受限于其高熔点（2400℃）,其研究尚处于初始阶段,特别是对其结构与光谱性能的构效关系尚需揭示。本课题组长期从事倍半氧化物晶体的研究,并成功使用光浮区法（OFZ）生长了氧化镥（Lu2O3）单晶。本论文在此基础上,集中于Yb3+离子掺杂的新型倍半氧化物LuxSc2-xO3（0≤x≤2）和LuxY2-xO3（0≤x≤2）固溶体混晶中。从赝姜泰勒效应出发,结合电子-声子耦合效应,拓展了镱掺杂的倍半氧化物晶体的光谱宽度,其半峰宽约为Yb:YAG的三倍,波长范围可覆盖900～1200 nm范围,相关研究为倍半氧化物晶体乃至其他激光晶体的研究提供了有益借鉴。主要研究结果如下:1.倍半氧化物晶体的生长以及结构表征倍半氧化物晶体具有极高的熔点,超过2400℃,在前期研究基础上采用光学浮区法开展了系列晶体的生长研究,通过优化生长速度、转速、生长气氛、降温速率和后处理退火等实现了高质量的倍半氧化物单晶生长,解决了晶体生长过程中开裂、色心等缺陷问题。优化生长了1 at.%和5 at.%掺杂浓度的Yb:LuxSc2-xO3晶体,共十四个组分;1at.%掺杂浓度的Yb:LuxY2-x03晶体,共六个组分。晶体最大尺寸达到Φ 9.3×67 mm3。测试并分析了晶体的组分和单晶结构,揭示了其配位体、晶胞参数等系列结构信息。2.倍半氧化物晶体光谱性能及热学性能的研究晶体的光谱性能主要归因于激活离子,并且受到激活离子所处的配位环境的影响。通过对八面体配体的扭曲和声子振动与晶体成分之间关系的研究,发现局部配位场畸变所引起的非均匀展宽和电子-声子耦合效应引起的展宽是光谱展宽的主要原因,在组分为Yb:Lu1.5Sc0.5O3晶体中实现了最大的光谱展宽,在1035 nm附近光谱宽度达到28.2 nm,1080nm附近光谱宽度达到30.2nm;计算了偶极矩表征畸变电场对光谱的非均匀加宽的影响,通过低温测试,找到了其光谱宽度最大的晶体组分;在此基础上,通过计算了晶体离子性和基质质量差异因子,表征其电子-声子耦合效应导致的光谱展宽,找到了室温下的最优晶体组分。由于Lu3+离子和Yb3+离子的离子半径相近,因此Lu2O3晶体的热学性质对Yb3+离子掺杂浓度不敏感。同时,Lu3+离子半径与Y3+离子相近,当Lu3+和Y3+形成固溶体时,在实现光谱展宽的同时,保持了倍半氧化物晶体良好的热学性能,及对Yb3+离子掺杂的不敏感性。室温下,在组分为Yb:Lu1.19Y0.81O3晶体中实现了最大的光谱展宽,在1030 nm附近的光谱宽度达到24.55 nm。同时,Y3+离子半径大于Sc3+离子半径,所以,Yb:LuxY2-xO3晶体的声子平均自由程要大于Yb:LuxSc2-x03晶体,使得其热导率较大。Yb:Lu0.99Y1.01O3晶体的热导率达到5.488 W/mK,要高于1 at.%的Yb:LuSc03晶体。另外,Y3+离子的质量大于Sc3+离子的质量,因此Y-O键的振动要小于Sc-0键,所以,Yb:LuxY2-x03晶体将具有更小的声子能量,从而有效地降低了无辐射跃迁的概率,抑制了无辐射跃迁产生的热量,使其在高功率超快激光方面有着潜在的应用潜力。3.倍半氧化物晶体激光性能的研究实现了 5 at.%掺杂的Yb:LU1.1Sc0.903晶体的连续激光输出和1 at.%掺杂的Yb:LuSc03晶体的连续激光和调Q激光输出。在5 at.%掺杂的Yb:Lu1.1Sc0.9O3晶体中获得连续激光输出,功率为571mW、输出波长为1086 nm,其斜效率为43%。优化掺杂浓度后,使用T=3%通过率的输出镜,在1 at.%掺杂的Yb:LuSc03晶体中获得连续激光最高输出功率为10.41 W,输出波长为1036nm,斜效率为67%。当透过率为1%时,连续激光的输出波长为1086 nm,这是因为在增益较低的时候,1086nm的发射峰先起振,而1036nm处的发射峰只有在增益较大的时候才能起振并占据优势地位。利用Cr4+:YAG作为被动光开关,1 at.%掺杂的Yb:LuSc03晶体中实现了 1036 nm的被动调Q脉冲激光输出,最短脉冲宽度为7.3 ns,最大脉冲能量为394 μJ,最高峰值功率为49.44 kW。
孙晓莉[8]（2020）在《过渡金属硫化物光调控特性及其在脉冲激光器中的应用》文中进行了进一步梳理超快激光技术及应用在现代科学技术中,是一个非常重要的研究领域,特别是飞秒激光的出现为人类探索世界提供了崭新的技术手段。超短激光脉冲所具有的超高峰值功率以及超宽频谱特性使其在军事、工业、科研、通讯、环境、医学、极端物理条件模拟等各个领域均有重要应用。可饱和吸收体是脉冲激光的核心器件之一,但是传统半导体饱和吸收镜（SESAM）的制备工艺复杂、成本高昂,吸收带宽较窄,极大限制了 SESAM应用范围。自从石墨烯被成功应用于脉冲激光器后,对类石墨烯二维（2D）层状材料（例如:过渡金属硫化物、黑磷、拓扑绝缘体）饱和吸收特性的研究引起了人们的强烈关注。受量子限域效应制约,层状过渡金属硫化物（TMDs）具有与体块材料截然不同的物理性质。而且大量研究表明:晶格排布方式、化学计量比和材料厚度都对二维TMDs的相态信息、能带结构和载流子吸收及超快驰豫过程有显着影响,丰富多样的结构性质使其在光电器件方面具有广阔的应用前景。但本征TMDs材料的可饱和吸收效应相对较弱,调制参数的调节难度较高,需要对二维材料采取一些其他改性手段,使它们的调制深度及饱和强度等饱和吸收参数得到有效增强和更大程度的调控,同时进一步拓宽TMDs的光吸收带宽,更好的满足不同激光器的参数需求。针对目前二维TMDs光调制器在脉冲激光器件应用方面存在的不足和缺点,着手于新材料和新技术的探索,制备出成本更低、生长工艺更简单、非线性饱和吸收效应更强、吸收带宽更宽的新型可饱和吸收体。系统分析了不同相态的TMDs材料的可饱和吸收特性,通过合金化、异质结两种方式使其在脉冲激光器中的光调制能力得到有效增强,并将其应用于全固态超快脉冲激光器中,实现了高功率的飞秒激光输出。对探索新型光电调制器件、推动全固态超快脉冲激光技术发展等多个方面都有具有非常重要的科学意义和应用价值。论文主要研究内容如下:1.利用热分解法分别制备了半导体相的WS2和MoS2薄膜,并结合开孔Z扫描技术和Ⅰ扫描技术,对其饱和吸收特性展开系统研究。从理论上阐述了半导体过渡金属硫化物的饱和吸收过程,利用WS2和MoS2饱和吸收体,分别实现了1.11 MHz/57.96 ns 和 0.71 MHz/155.4ns 的调 Q 脉冲激光。（第二章）2.对具有金属相3R-NbS2的能带结构、各向异性、线性光吸收、饱和吸收等光学性质进行系统探索,讨论了其光学吸收过程和饱和吸收效应产生机理,并利用液相剥离法制备的3R-NbS2饱和吸收镜,分别在Nd:GdVO4和Yb:KYW激光器中实现了全固态纳秒和飞秒激光脉冲输出。（第三章）3.研究了不同阴离子构成的MoSSe、同副族阳离子构成的MoWSe2和异副族阳离子构成的NbMoSe2三种过渡金属硫化物合金材料的饱和吸收特性,并结合理论计算系统探究了元素比例与材料的电子输运过程和光学性质,特别是非线性光学特性之间的关系。以过渡金属硫化物合金材料作为光调制元件,成功实现了全固态纳秒激光脉冲,并分析了具有不同饱和吸收参数的三元合金材料对激光器输出性能的影响。此外,首次将MoSSe应用于Yb:KYW激光器中,实现了全固态飞秒激光脉冲输出。（第四章）4.对半导体相过渡金属硫化物MoS2与石墨烯Graphene复合而形成的G/MoS2范德华异质结进行系统讨论。基于第一性原理,计算了不同MoS2层数的G/MoS2异质结功函数,并详细讨论了载流子的转移过程。通过开孔Z扫描、Ⅰ扫描以及泵浦探测等方法对异质结的非线性响应过程和载流子动力学过程分别进行分析。形成异质结结构后,材料的饱和吸收效应得到有效增强,载流子驰豫过程变快,首次实现了基于G/MoS2饱和吸收体的飞秒锁模激光。在保证谐振腔结构和晶体参数不变的情况下,用半导体吸收镜SESAM进行对比实验。（第五章）
连亚飞[9]（2019）在《短波长下ADP晶体的非线性及损伤性能研究》文中认为KDP（KH2PO4）/DKDP（K（DxH1-x）2PO4）晶体是性能优越的非线性光学晶体材料与电光晶体材料,其具有低的半波电压、较大的线性电光系数、宽的透光波段和能生长出大尺寸单晶等优点,是目前唯一应用于惯性约束核聚变（Inertial Confinement Fusion,简称ICF）中非线性光学晶体材料。但是DKDP晶体元件损伤问题严重制约了激光的输出及元件的使用寿命,成为制约惯性约束核聚变发展和应用的瓶颈。与DKDP晶体相比,ADP（NH4H2PO4）晶体具有更大的有效非线性系数和短波长下更高的激光诱导损伤阈值,同时可以获得大尺寸的ADP单晶晶体。此外,ADP晶体可以实现室温下的非临界相位匹配四倍频输出,这也是一种潜在的打靶技术路线。因此,ADP晶体在在短波长高功率激光系统中具有非常大的应用潜力。通常情况下,ADP晶体采用Z向籽晶快速生长方式,而非临界相位匹配的四倍频实验所采用的是I类（90°,45°）切割,因此采用Z片籽晶生长易存在[100]或[001]方向尺寸不够的问题。因此,采用四倍频方向晶体作为生长籽晶进行定向生长可以有效解决这一问题,保证晶体在所需的四倍频方向上最大程度的生长,从而保证有足够的尺寸。本文从不同籽晶方向（D）ADP晶体的快速生长入手,系统研究了籽晶方向、杂质离子对ADP晶体生长机制的影响。多光子非线性吸收过程是诱导DKDP/ADP晶体损伤的一个重要机制,该过程多是由缺陷的间隙能态所辅助。激光辐照下晶体体内会出现调制电场,导致高阶非线性效应如非线性吸收及非线性折射现象的出现。非线性吸收会降低晶体稳定性,引起晶体的损伤;晶体在强激光的作用下出现“自聚焦”效应,会引起晶体局部光场增强,导致晶体内部损伤,其晶体的非线性折射存在密切的联系。因此,研究晶体在短波长激光辐照下的非线性效应以及晶体损伤能够为揭示晶体的损伤机制提供重要的参考。本文系统研究了短波长条件下（D）ADP晶体的非线性性质,对比分析研究了 355nm波长激光辐照下ADP及DKDP晶体的缺陷诱导损伤行为及机制,为ADP及DKDP晶体的实际应用提供一定依据。本论文的主要内容如下:1.采用点籽晶快速生长法生长了一系列的小口径Z向籽晶及（90°,45°）籽晶ADP晶体,实现了控制Z向和定向ADP晶体生长差异实验可控;开展了不同条件（如原料、温度区间及生长速度等）下中口径Z向及定向籽晶生长ADP晶体的生长研究。大口径ADP晶体的生长实验表明需要对溶液过饱和度更加严格精细的控制。2.利用离线AFM研究了过饱和度对Z向籽晶、定向籽晶和掺杂Cr3+定向籽晶生长ADP晶体（100）面的微观生长形貌的影响。三种生长条件下ADP晶体（100）面的生长机制随过饱和度变化趋势相同;ADP晶体（100）面上的二维核生长均具有各项异性,且[010]方向的推移速率大于[001]方向的推移速率。σ*及σd表明定向生长ADP晶体的柱面生长速率小于Z向生长ADP晶体的柱面生长速率。掺杂Cr3+定向生长ADP晶体（100）面上存在由Cr3+“钉扎”作用导致的空洞缺陷,影响晶体的生长及质量。3.利用Z扫描方法研究了激光脉宽、波长、晶体切向及晶体厚度对ADP晶体非线性性质的影响,研究了 355nm波长下晶体厚度对KDP晶体非线性性质的影响,揭示了氘含量对DADP晶体非线性性质的影响,同时分析了ADP晶体激光损伤阈值与非线性效应之间的关系,为揭示晶体的损伤过程以及晶体在工程中的实际应用提供重要参考。实验发现ADP/KDP/DKDP晶体均表现为反饱和吸收和自聚焦效应。皮秒激光辐照下z0>L时,355nm和266nm激光辐照下ADP晶体的非线性吸收系数β、非线性折射率n2及三阶极化率XI（3）具有各向异性,两种波长非线性临界光功率密度I0*随着波长的减小而减小;光子能量从3.49eV增加至4.66eV后,ADP晶体的三阶非线性效应急剧增强。皮秒激光辐照下Z0>L时,DADP晶体的β随着D含量的增加而增加,因为DADP晶体的光学带隙随氘含量增加逐渐减小,导致其双光子吸收系数逐渐增大;当I0*≤I0<I0**时,ADP晶体的非线性吸收效应处于可测区间且在该范围内非线性吸收系数随着光功率密度的增加而非线性增加;DADP晶体的非线性折射率随着氘含量的增加而增加,自聚焦距离则随着氘含量的增加而减小。皮秒激光辐照下Z0<L时,非线性参数大小排序均为:四倍频片<X片<Z片,Z向及定向ADP晶体厚样品LIDT大小排序为:Z<X<[110],与其非线性参数的大小排序完全相反,因此可知较弱的β、n2和XI（3）对应较大的LIDT且非线性和LIDT均具有各向异性。纳秒激光辐照下Z0>L时,ADP晶体依然存在三阶非线性吸收效应。4.开展了 355nm激光辐照下DKDP晶体及ADP晶体的初始损伤特性、损伤增长特性等损伤行为的对比研究,对比研究了 DKDP和ADP晶体材料损伤特性、后处理损伤特性及缺陷和物化性质对损伤特性的影响,从而为揭示DKDP晶体及ADP晶体缺陷诱导损伤机制提供参考。DKDP晶体的体损伤密度与激光辐照通量呈指数增长关系,预处理后相同通量下DKDP晶体的损伤密度明显下降,且激光预处理能量的增加能够使相同通量下损伤密度不断下降。若按损伤阈值区分,低损伤阈值DKDP晶体样品中均存在低、中和高损伤阈值缺陷,而中、高损伤阈值及预处理后DKDP晶体中则只存在中和高损伤阈值缺陷。DKDP晶体中低损伤阈值缺陷所诱导的损伤点尺寸均较小,而中损伤阈值缺陷和高损伤阈值缺陷损伤点尺寸较大,多呈中心空洞周围放射延伸多向裂纹的形貌特征,且裂纹的方向具有一致性。紫外吸收光谱表明:诱导深紫外（小于230nm）吸收的缺陷是影响晶体损伤阈值的关键因素,随着激光预处理最大能量的提升,晶体中诱导深紫外（小于230nm）吸收的缺陷在激光预处理过程中出现了有效的良性改性或者减少。荧光光谱测试表明:氧空位和623nm峰所代表的缺陷类型与损伤阈值有确切的相关性:杂质Ce、Sr、Ba、Fe3+,氢空位/氘空位,596nm峰和720nm峰所代表的缺陷类型与损伤可能相关。正电子湮没谱测试表明激光预处理技术能够将大尺度的空位团簇缺陷分解成较小尺度的空位团簇缺陷。在线散射测试表明,低损伤阈值晶体体内存在两种类型初始散射缺陷:一种是大尺度毫米级的包藏类缺陷;另一种是微米级的点状散射缺陷。大尺度包藏类缺陷与激光诱导初始损伤关联度为100%,点状散射缺陷与激光诱导初始损伤关联度为0%。中损伤阈值晶体、高损伤阈值晶体及激光预处理后的晶体中只有一种正交短管状散射缺陷,其损伤阈值均在8J/cm2附近,为工程应用中重点控制的缺陷类型之一。损伤增长测试表明,ADP晶体中按损伤阈值区分存在三类缺陷:低损伤阈值缺陷（1-5J/cm2）、中损伤阈值缺陷（6-12J/cm2）和高损伤阈值缺陷（14J/cm2<）。ADP晶体低损伤阈值缺陷诱导的损伤点形貌多见点状和中心空洞周围延伸冲击波状界面,中和高损伤阈值缺陷诱导的损伤点形貌多为中心空洞周围延伸冲击波状界面。紫外吸收光谱测试表明,ADP晶体的整体紫外吸收率越高,其激光损伤阈值越低,激光与处理能够有效改性或者减少快长ADP晶体柱面生长区域的紫外吸收类缺陷;正电子湮没谱表明,晶体中单空位等点缺陷和空位团簇等微观缺陷的数量及密度越小,激光损伤阈值越高;在线散射测试表明,传统法、定向籽晶及Z向籽晶生长ADP晶体中均只有一类细微短管状散射缺陷,该类散射缺陷在传统法生长ADP晶体中仅有10%概率成为最低阈值损伤前驱体,而在快速生长法生长ADP晶体中却不是最低阈值损伤前驱体。
纪念静[10]（2019）在《铒镱双掺LuGdVO4系列晶体的生长及结构性能研究》文中研究说明从上世纪诞生至今,经过几十年的不断研究与发展,激光器在国防、科研、医疗及人民的日常生活等各个领域发挥着越来越大的作用。固体激光器由于体积小、稳定性高、结构简单等优点而被人们广泛的研究,引领着激光器的研究方向,所以多种多样的固态激光材料应运而生成为人们竞相研究的重点。激光介质材料主要包括晶体、陶瓷、玻璃,纤维等,其中晶体和玻璃各有优缺点。混晶虽由长程有序的晶体组成,但是混晶中的离子是随机取代的,所以混晶如同无序晶体一样集合了晶体和玻璃的优点,既具有优良的热学性质又具有宽的发射光谱,是良好的脉冲激光材料。这是因为虽然在结构上混晶如同晶体一样是长程有序的,但是在晶格中激活离子随机取代其它相似的阳原子,占据不同的晶格位置,所以各激活离子周围的晶格场不相同,具有不同的荧光光谱,不同格位激活离子谱线的相互叠加在宏观上造成了混晶荧光谱的非均匀加宽,所以混晶具有较宽的荧光谱线,非常适合用作脉冲激光材料。以钒酸钇（YVO4）为代表的多种钒酸盐晶体都具有良好的光学和热学性能,是优良的激光晶体材料,钒酸镥（LuVO4）和钒酸钆（GdVO4）作为YVO4的同系物,与YVO4晶体一样也被证明具有优良的激光性能。化合物RVO4（R=Y、Lu、Gd）具有四方结构,熔点高（约1800℃）,阳离子半径接近,且都可以采用提拉法生长。基于这些相同点,人们将以上常见的钒酸盐单晶两两混合组成LuGdVO4,YGdVO4,YLuVO4等钒酸盐混晶,已被证实为良好的脉冲激光材料。铒（Er）掺杂的材料可以发射人眼安全波段（1.53～1.66μm）的激光,而被人们广泛研究,但是单掺Er的材料在980 nm波长处的吸收较少,不适合现在普遍使用的AlGaAs和InGaAs激光二极管泵浦。铒、镱（Yb）双掺时则可以弥补这一缺陷,因为Yb3+不仅在980 nm波长处有强的吸收峰,且可以作为敏化离子实现与Er3+之间的能量转化。故铒、镱双掺的材料非常适合用AlGaAs和InGaAs激光二极管泵浦。虽然铒掺杂钒酸盐晶体如Er:YVO4 Er:LuVO4 Er:GdVO4,及铒、镱双掺磷酸盐玻璃等报道非常多,但是铒、镱双掺的钒酸镥钆混晶（Er,Yb:LuGdV04）并没有相关的报道。本文中我们第一次用提拉法生长了大尺寸的铒、镱双掺的LuGdVO4系列晶体。此前对这类钒酸盐晶体的研究大多集中在晶体生长过程,光学性质特别是激光性质方面。本文中我们则更注重了晶体的生长过程与缺陷的关系,以及混晶结构的研究。论文从探索钒酸盐混晶激光材料的结构和特点出发,生长了 LuGdVO4和系列Er、Yb双掺的钒酸镥钆混晶,并认真分析了系列晶体的生长工艺,对晶体的组分、晶体结构、热学和光学性质进行了表征,并研究了退火过程对晶体的结构和性能的影响,同时研究了高温退火过程引起的晶体相变,主要工作如下:一、晶体生长及缺陷研究采用提拉法生长了 Lu0.5Gd0.5VO4和系列Er,Yb:LuGdVO4混晶。简单介绍了提拉法的特点、过程和注意事项,LuGdVO4晶体的生长过程及设备。根据对晶体生长过程出现的问题及生长条件的数值模拟结果的分析,探索了最佳的晶体生长条件。分析了晶体生长过程中出现的主要问题,讨论这些问题的解决方法,优化了晶体的生长参数,并用腐蚀法研究了晶体中常出现的位错缺陷。二、晶体组分与结构通过X射线荧光（XRF）测试,确定了生长的Lu0.5Gd0.5VO4和系列混晶Er,Yb:LuGdVO4的具体组分,并计算了各元素在系列混晶中的分凝系数。利用粉末X射线衍射（XRD）,对生长的混晶结构进行了分析,确定Lu0.5Gd0.5VO4和Er,Yb:LuGdVO4混晶都属于四方晶系锆石结构Zr[SiO4],空间群为I41/amd,并计算出相应的晶胞参数。对比了组分变化等对晶体结构、晶胞常数、晶体密度等的影响。测试了 Lu0.5Gd0.5VO4和不同组分的Er,Yb:LuGdV04晶体的拉曼光谱及X射线光电子能谱（XPS）,研究了混晶中原子振动及化学元素的价态及结合能变化。另外还利用同步辐射X射线荧光（SR-based XRF）研究了混晶不同生长部位的元素分布情况。三、热学、光学性质研究了 Lu0.5Gd0.5VO4和部分系列Er,Yb:LuGdVO4混晶的热学性质,主要测量了热膨胀系数、比热、热扩散系数,并计算了热导率,研究了这些热学参数随温度变化的规律。测试了 Er、Yb双掺的LuGdVO4晶体偏振吸收和荧光光谱等光学性质,分析了掺杂量变化对晶体光学性能的影响。利用系列Er,Yb:LuGdVO4混晶的偏振吸收光谱和偏振发射光谱,计算出了相应的吸收截面、发射截面。结果表明我们所生长的钒酸盐混晶具有较宽的吸收和发射谱线。测量并计算了样品Er离子4I13/2激发态的荧光寿命。利用J-O理论计算了系列Er,Yb:LuGdVO4混晶中Er离子的各种光学参数。四、二次退火为了研究退火过程对晶体结构的与性能的影响。在快速降温的退火条件下,得到了 Er,Yb:LuGdV04晶体,研究了不同退火温度及气氛对该晶体结构及性能的影响。首先利用高分辨XRD表征了晶体的结构完整性,用粉末XRD、Raman、XPS研究了退火对晶体结构的影响。测试了不同退火条件得到的样品的比热和热扩散、偏振吸收光谱,利用SR-based XRF分析了样品的元素分布。结果显示快速退火可能造成晶体的光学性质变差及元素分布不均匀,再次退火过程可以很好的改善这一情况,但对晶体中的某些缺陷再次退火的作用不大。利用同步辐射X射线对晶片中V的近边吸收结构（XANES）,测试表明,所有样品的吸收边相差很小,退火对晶体中VO4四面体结构的影响很小。五、晶体相变研究在150O°C的真空中退火处理Er,Yb:LuGdVO4晶片时发现,发生还原反应,晶体结构发生变化,得到了Er,Yb:LuGdVO3混晶。我们利用XRD、Raman、XPS、XANES等表征了Er,Yb:LuGdV03混晶的结构。结果研究表明我们利用真空退火过程,得到的LuGdVO3混晶是正交晶系,在室温条件下LuGdV03的拉曼位移接近于YV03和YbVO3。XPS结果表明Er,Yb:LuGdV03混晶中存在V3-V4+和V5-三种不同价态的钒原子,这可能跟反应未能完全进行有关;XANES结果显示,晶体中的V06单元为变形的八面体结构:SR-based XRF结果表明Er,Yb:LuGdVO3晶体中的元素分布均匀。我们用退火处理Er,Yb:LuGdVO4制备得到LuGdV03,比常用的制备RVO3的过程简单,且容易得到大尺寸的晶体能够满足各种测试的需求。
二、Growth,Dislocation and Morphology of Nd∶GdVO_4 Single Crystal（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、Growth,Dislocation and Morphology of Nd∶GdVO_4 Single Crystal（论文提纲范文）
（1）GaNbO4晶体的生长和性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 铌酸盐材料简介 |
| 1.3 铌酸盐材料研究概况 |
| 1.3.1 碱金属铌酸盐 |
| 1.3.2 碱土金属铌酸盐 |
| 1.3.3 稀土铌酸盐(ReNbO_4) |
| 1.4 今后铌酸盐研究的重点 |
| 1.4.1 制备技术的改进 |
| 1.4.2 新铌酸盐的探索 |
| 1.5 前人研究情况和本论文的主要研究内容 |
| 1.5.1 GaNbO_4晶体的研究情况 |
| 1.5.2 本论文主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 实验原料及固相合成 |
| 2.2 晶体生长 |
| 2.2.1 提拉法 |
| 2.2.2 晶体生长设备 |
| 2.3 X射线衍射分析 |
| 2.3.1 X射线粉末衍射仪 |
| 2.3.2 单晶X射线衍射仪 |
| 2.3.3 高分辨X射线衍射 |
| 2.3.4 Laue衍射仪 |
| 2.3.5 X射线光电子能谱仪 |
| 2.4 晶体性能表征 |
| 2.4.1 基本性质 |
| 2.4.2 热学性质 |
| 2.4.3 光学性质 |
| 2.4.4 电学性质 |
| 2.5 第一性原理计算 |
| 2.6 晶体中的位错缺陷 |
| 参考文献 |
| 第三章 GaNbO_4晶体的生长 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 晶体生长工艺过程 |
| 3.2.1 GaNbO_4晶体生长的设计 |
| 3.2.2 坩埚选择 |
| 3.2.3 多晶原料的合成 |
| 3.2.4 晶体生长过程 |
| 3.2.5 晶体退火 |
| 3.3 GaNbO_4单晶生长结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 GaNbO_4晶体的物理性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 GaNbO_4晶体的结构 |
| 4.3 GaNbO_4晶体质量表征 |
| 4.3.1 摇摆曲线 |
| 4.3.2 Laue衍射 |
| 4.4 晶体基本性质 |
| 4.4.1 晶体密度 |
| 4.4.2 晶体硬度 |
| 4.4.3 晶体化学稳定性 |
| 4.5 晶体的电子结构 |
| 4.5.1 电子结构研究 |
| 4.5.2 第一性原理计算 |
| 4.6 热学性质 |
| 4.6.1 比热 |
| 4.6.2 热膨胀 |
| 4.6.3 热扩散和热导率 |
| 4.7 光学性质 |
| 4.7.1 紫外可见漫反射光谱 |
| 4.7.2 透过光谱 |
| 4.7.3 激光损伤阈值 |
| 4.7.4 拉曼光谱 |
| 4.8 电学性质 |
| 4.8.1 介电常数 |
| 4.8.2 高温电阻率 |
| 4.8.3 霍尔效应 |
| 4.9 位错缺陷分析 |
| 4.10 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 总结 |
| 5.1 主要研究内容与结论 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 有待进一步开展的工作 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间所获奖励 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（2）几种铋基光电功能晶体的探索生长及基本性能表征（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 几种常见光电功能晶体研究概况 |
| 1.2 铋基晶体结构特性 |
| 1.3 课题研究现状及目前存在的问题 |
| 1.3.1 研究现状 |
| 1.3.2 目前存在的主要问题 |
| 1.4 论文选题意义及研究内容 |
| 第二章 几种铋基光电功能晶体的探索生长及品质表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 α-Bi_2B_8O_(15)晶体的生长研究 |
| 2.2.1 多晶料合成 |
| 2.2.2 温场设计 |
| 2.2.3 晶体生长 |
| 2.2.4 影响晶体生长的因素分析 |
| 2.2.5 晶体生长参数优化 |
| 2.3 CaBi_4Ti_4O_(15)晶体的生长研究 |
| 2.3.1 多晶料合成 |
| 2.3.2 助熔剂体系探索 |
| 2.3.3 自发结晶 |
| 2.4 Bi_2Ti_2O_7晶体的生长研究 |
| 2.4.1 助熔剂法生长 |
| 2.4.2 坩埚下降法生长 |
| 2.4.3 影响晶体生长的因素分析 |
| 2.4.4 晶体生长工艺优化 |
| 2.5 晶体品质表征 |
| 2.5.1 高分辨X射线衍射分析 |
| 2.5.2 劳厄衍射分析 |
| 2.6 晶体缺陷研究 |
| 2.6.1 晶体中的缺陷 |
| 2.6.2 扫描探针显微镜研究 |
| 2.6.3 位错研究 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 晶体结构及基本物理性质研究 |
| 3.1 物相分析与晶体结构解析 |
| 3.1.1 晶体的物相分析 |
| 3.1.2 α-Bi_2B_8O_(15)晶体结构解析 |
| 3.1.3 CaBi_4Ti_4O_(15)晶体结构解析 |
| 3.1.4 Bi_2Ti_2O_7晶体结构解析 |
| 3.2 X射线光电子能谱分析 |
| 3.2.1 α-Bi_2B_8O_(15)晶体的XPS分析 |
| 3.2.2 Bi_2Ti_2O_7晶体的XPS分析 |
| 3.3 晶体的密度 |
| 3.4 晶体的机械性能 |
| 3.4.1 晶体的硬度 |
| 3.4.2 屈服强度、断裂韧性及脆性指数评估 |
| 3.5 晶体的热学性质 |
| 3.5.1 热稳定性 |
| 3.5.2 热膨胀 |
| 3.5.3 比热 |
| 3.5.4 热扩散和热导率 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 晶体的基本光、电性能研究 |
| 4.1 晶体的电学性能 |
| 4.1.1 高温电阻率 |
| 4.1.2 介电常数与介电损耗 |
| 4.1.3 压电性能与结构之间的关系 |
| 4.2 晶体的光学性能 |
| 4.2.1 紫外可见漫反射光谱 |
| 4.2.2 宽波段透过特性研究 |
| 4.2.3 拉曼特性分析 |
| 4.2.4 抗光损伤性能表征 |
| 4.2.5 电子结构分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 有待继续开展的工作 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 攻读学位期间获得的奖励 |
| 攻读学位期间参加的会议 |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（3）KDP晶体位错与生长研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 KDP晶体结构 |
| 1.1.2 KDP晶体性质和应用 |
| 1.1.3 KDP晶体和ICF |
| 1.1.4 KDP晶体生长和位错生长机理 |
| 1.1.5 KDP晶体位错对生长和性能的影响 |
| 1.2 KDP晶体中位错结构的研究现状 |
| 1.2.1 KDP晶体中位错结构表征 |
| 1.2.2 生长条件对位错结构影响的研究进展 |
| 1.3 本论文的主要设计思路和安排 |
| 第二章 KDP晶体锥面生长丘形貌研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 KDP晶体锥面生长丘 |
| 2.2.1 晶体生长和样品处理、观察 |
| 2.2.2 锥面生长丘形貌 |
| 2.3 分析与讨论 |
| 2.3.1 锥面生长丘邻位面上台阶取向 |
| 2.3.2 锥面非对称生长丘产生机理 |
| 2.3.3 生长丘形貌和位错结构 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 KDP晶体锥面位错蚀坑形态研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 锥面位错蚀坑实验 |
| 3.2.1 晶体生长和锥面样品加工、腐蚀与观察 |
| 3.2.2 不同配比水-乙醇混合溶液的腐蚀结果 |
| 3.2.3 腐蚀、抛光处理 |
| 3.2.4 锥面蚀坑和生长丘 |
| 3.2.5 (101)锥面位错蚀坑形貌 |
| 3.2.6 (011)锥面位错蚀坑形貌 |
| 3.2.7 ((?)0(?))锥面位错蚀坑形貌 |
| 3.2.8 锥面位错蚀坑类型 |
| 3.3 分析与讨论 |
| 3.3.1 锥面位错蚀坑的产生 |
| 3.3.2 锥面位错蚀坑的类型 |
| 3.3.3 锥面位错蚀坑形貌的形成机理 |
| 3.3.4 锥面位错蚀坑形貌对称关系 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 KDP晶体锥面位错方向测量 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 晶体生长 |
| 4.3 锥面位错方向测量 |
| 4.3.1 锥面位错方向测量原理 |
| 4.3.2 实验测量误差 |
| 4.3.3 位错方向测量 |
| 4.3.4 锥面位错蚀坑形貌与位错方向关系 |
| 4.4 分析与讨论 |
| 4.4.1 锥面位错方向 |
| 4.4.2 锥面位错蚀坑形貌和位错方向 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 KDP晶体柱面生长丘、位错蚀坑和位错方向研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验 |
| 5.2.1 晶体生长和样品制备与观察 |
| 5.2.2 柱面位错方向测量 |
| 5.3 KDP晶体柱面生长丘 |
| 5.3.1 柱面生长丘形貌 |
| 5.3.2 柱面生长丘邻位面斜率 |
| 5.3.3 柱面生长丘邻位面上平均台阶宽度 |
| 5.4 KDP晶体柱面位错蚀坑 |
| 5.4.1 腐蚀结果 |
| 5.4.2 柱面蚀坑和生长丘 |
| 5.4.3 (010)柱面位错蚀坑形貌 |
| 5.4.4 (100)柱面位错蚀坑形貌 |
| 5.4.5 ((?)00)柱面位错蚀坑形貌 |
| 5.4.6 柱面位错蚀坑类型 |
| 5.4.7 柱面位错方向测量 |
| 5.5 分析与讨论 |
| 5.5.1 柱面生长丘邻位面上台阶取向 |
| 5.5.2 柱面生长丘形貌 |
| 5.5.3 柱面位错蚀坑形貌的形成机理 |
| 5.5.4 柱面位错蚀坑形貌对称关系 |
| 5.5.5 柱面位错方向 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 籽晶及生长条件对KDP晶体位错结构的影响研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 籽晶取向对KDP晶体位错结构的影响 |
| 6.2.1 实验部分 |
| 6.2.2 籽晶取向对KDP晶体生长的影响 |
| 6.2.3 籽晶取向对KDP晶体锥面位错结构的影响 |
| 6.2.4 籽晶取向对KDP晶体柱面位错结构的影响 |
| 6.3 籽晶棱角缺失对KDP晶体位错结构的影响 |
| 6.3.1 实验部分 |
| 6.3.2 籽晶棱角缺失对KDP晶体生长的影响 |
| 6.3.3 籽晶棱角缺失对KDP晶体锥面位错结构的影响 |
| 6.3.4 籽晶棱角缺失对KDP晶体柱面位错结构的影响 |
| 6.4 籽晶棱边缺失对KDP晶体位错结构的影响 |
| 6.4.1 实验部分 |
| 6.4.2 籽晶棱边缺失对KDP晶体生长的影响 |
| 6.4.3 籽晶棱边缺失对KDP晶体锥面位错结构的影响 |
| 6.4.4 籽晶棱边缺失对KDP晶体柱面位错结构的影响 |
| 6.5 过饱和度对KDP晶体位错结构的影响 |
| 6.5.1 实验部分 |
| 6.5.2 过饱和度对KDP晶体生长影响 |
| 6.5.3 过饱和度对KDP晶体锥面位错结构的影响 |
| 6.5.4 过饱和度对KDP晶体柱面位错结构的影响 |
| 6.6 晶体转速对KDP晶体位错结构的影响 |
| 6.6.1 实验部分 |
| 6.6.2 转速对KDP晶体生长的影响 |
| 6.6.3 转速对KDP晶体锥面位错结构的影响 |
| 6.6.4 转速对KDP晶体柱面位错结构的影响 |
| 6.7 分析与讨论 |
| 6.7.1 不同籽晶取向对位错影响 |
| 6.7.2 籽晶缺失对位错影响 |
| 6.7.3 过饱和度对位错影响 |
| 6.7.4 转速对位错影响 |
| 6.7.5 锥面位错分布 |
| 6.7.6 位错密度和锥区包藏 |
| 6.8 本章小结 |
| 第七章 结论 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 有待进一步研究的问题 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 附录1 |
| 附录2 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（4）新型低维纳米材料的宽带非线性光学特性及应用研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 几种新型低维纳米材料及其制备与表征 |
| 1.2.1 零维量子点 |
| 1.2.2 二维层状硫族化合物 |
| 1.2.3 金属有机骨架颗粒 |
| 1.2.4 低维纳米材料的制备方法 |
| 1.2.5 低维纳米材料的表征手段 |
| 1.3 脉冲激光技术 |
| 1.3.1 调Q与锁模技术 |
| 1.3.2 可饱和吸收器件研究进展 |
| 1.4 本文主要工作与内容安排 |
| 第二章 低维纳米材料的能带结构计算与非线性光学特性表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 第一性原理计算 |
| 2.2.1 密度泛函理论 |
| 2.2.2 广义梯度近似泛函 |
| 2.2.3 计算软件介绍 |
| 2.3 低维纳米材料的非线性光学特性基本理论及测量技术 |
| 2.3.1 低维纳米材料的非线性光学特性基本理论 |
| 2.3.2 Z扫描技术和测量原理 |
| 2.3.3 Z扫描测量装置搭建 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 CdSe/ZnS量子点和BiQDs的非线性光学特性及应用研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 CdSe/ZnS量子点的非线性光学特性及应用研究 |
| 3.2.1 样品制备 |
| 3.2.2 形貌、结构等特性表征 |
| 3.2.3 近红外波段非线性光学特性研究 |
| 3.2.4 基于CdSe/ZnS量子点可饱和吸收体的1和1.3 μm固态调Q激光器 |
| 3.3 BiQDs在2μm波段的可饱和吸收特性及应用研究 |
| 3.3.1 样品制备 |
| 3.3.2 形貌、结构等特性表征 |
| 3.3.3 2 μm波段非线性光学响应特性研究 |
| 3.3.4 基于BiQDs可饱和吸收体的2 μm固态调Q激光器 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 二维硒化物纳米片的宽带非线性光学特性及应用研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 InSe纳米片的宽带可饱和吸收特性及应用研究 |
| 4.2.1 样品制备 |
| 4.2.2 形貌、结构等特性表征 |
| 4.2.3 电子能带结构分析 |
| 4.2.4 近红外波段宽带可饱和吸收特性研究 |
| 4.2.5 基于InSe纳米片可饱和吸收体的1～2 μm固态调Q激光器 |
| 4.3 MoSe_2纳米片在1 μm波段的非线性光学特性及应用研究 |
| 4.3.1 样品制备 |
| 4.3.2 形貌、结构等特性表征 |
| 4.3.3 1 μm波段的非线性光学特性研究 |
| 4.3.4 新型无序激光晶体Nd:CNGG |
| 4.3.5 基于MoSe_2纳米片可饱和吸收体的1μm固态调Q激光器 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 大尺寸单层MoS_2薄膜的宽带非线性光学特性及应用研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 大尺寸单层MoS_2纳米薄膜的制备、表征及电子能带模拟 |
| 5.2.1 样品制备 |
| 5.2.2 形貌、结构等特性表征 |
| 5.2.3 电子能带结构计算 |
| 5.3 大尺寸单层MoS_2薄膜的宽带非线性光学特性研究 |
| 5.3.1 1μm波段的可饱和吸收特性研究 |
| 5.3.2 2μm波段的非线性光学特性研究 |
| 5.4 单层MoS_2薄膜的宽带可饱和吸收特性应用研究 |
| 5.4.1 基于单层MoS_2可饱和吸收体的1μm全固态锁模激光器 |
| 5.4.2 2μm波段新型激光增益晶体Tm,Ho:CaLu_(0.1)Gd_(0.9)AlO_4 |
| 5.4.3 基于单层MoS_2可饱和吸收体的2 μm Tm,Ho:CLGA调Q激光器 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 金属有机骨架ZIF-67的宽带非线性光学特性及应用研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 ZIF-67颗粒的制备与表征 |
| 6.2.1 样品制备 |
| 6.2.2 形貌、结构等特性表征 |
| 6.3 ZIF-67的电子能带结构与宽带非线性光学特性研究 |
| 6.3.1 电子能带结构分析 |
| 6.3.2 近红外波段的非线性光学特性研究 |
| 6.3.3 2μm波段非线性光学特性研究 |
| 6.4 ZIF-67的宽带可饱和吸收特性在脉冲激光器中的应用 |
| 6.4.1 基于ZIF-67可饱和吸收体的1和1.3 μm固态调Q激光器 |
| 6.4.2 基于ZIF-67可饱和吸收体的2μm固态调Q激光器 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文主要内容和结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间参加科研项目、获得奖励及发表学术论文情况 |
| 附发表论文两篇 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（5）激光增材制造镍基单晶高温合金显微组织和力学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 镍基单晶高温合金 |
| 1.3 定向凝固技术 |
| 1.3.1 单晶高温合金的制备工艺 |
| 1.3.2 单晶高温合金的凝固缺陷 |
| 1.4 激光增材制造技术 |
| 1.5 激光增材显微组织及力学性能 |
| 1.5.1 激光增材制造工艺对熔池几何尺寸的影响 |
| 1.5.2 单晶组织外延生长机制及其影响因素 |
| 1.5.3 激光增材制造单晶合金的枝晶特征 |
| 1.5.4 高温合金力学性能 |
| 1.6 脉冲激光和连续激光特性 |
| 1.7 本文研究目的和主要内容 |
| 第2章 试验材料和方法 |
| 2.1 合金材料 |
| 2.2 激光增材制造单晶工艺 |
| 2.3 组织性能表征 |
| 2.4 试验设计 |
| 2.5 脉冲激光增材制造代码生成 |
| 2.5.1 CNC数控机床控制指令 |
| 2.5.2 脉冲激光增材制造代码软件设计 |
| 2.5.3 脉冲激光增材制造代码输出操作 |
| 第3章 脉冲激光增材制造单晶高温合金显微组织 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 理论模型与试验设计 |
| 3.2.1 一次枝晶间距模型 |
| 3.2.2 凝固参数的传热模型 |
| 3.3 重熔试验 |
| 3.3.1 熔池的微观结构特征 |
| 3.3.2 脉冲激光参数对PDAS的影响 |
| 3.4 熔覆试验 |
| 3.4.1 熔覆层的微观结构 |
| 3.4.2 激光加工参数对熔覆尺寸的影响 |
| 3.4.3 工艺参数对CET转变的影响 |
| 3.4.4 单晶脉冲激光增材制造工艺的优化 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 脉冲激光增材制造单晶高温合金拉伸性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 沉积区单晶的组织结构 |
| 4.2.1 修复单晶截面的OM分析 |
| 4.2.2 修复单晶截面的SEM分析 |
| 4.2.3 修复单晶截面的同步辐射分析 |
| 4.3 拉伸性能 |
| 4.4 变形机制 |
| 4.5 断裂机理 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 脉冲激光增材制造单晶高温合金持久性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 修复单晶的组织结构 |
| 5.2.1 修复单晶的原始组织 |
| 5.2.2 热处理态的组织结构 |
| 5.3 持久性能分析 |
| 5.3.1 持久寿命 |
| 5.3.2 断口分析 |
| 5.3.3 持久断裂组织分析 |
| 5.3.4 碳化物和TCP相对持久性能的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
| 作者简介 |
（6）稀土钒酸盐纳米材料的制备及其性能研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 稀土材料简介 |
| 1.2 稀土基纳米材料发光机理 |
| 1.2.1 上转换发光 |
| 1.2.2 下转换发光 |
| 1.3 稀土基纳米材料研究概况 |
| 1.3.1 基质材料选择 |
| 1.3.2 合成方法 |
| 1.3.3 表面改性 |
| 1.4 稀土基纳米材料的应用进展 |
| 1.4.1 生物成像 |
| 1.4.2 肿瘤治疗 |
| 1.4.3 荧光墨水 |
| 1.4.4 其他应用 |
| 1.5 本文的选题意义及研究内容 |
| 1.6 本论文中所用到的实验药品和表征方法 |
| 1.6.1 实验药品 |
| 1.6.2 表征仪器及方法 |
| 参考文献 |
| 第2章 LuVO_4:Eu纳米粒子荧光性质及其在荧光防伪打印领域应用的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 合成LuVO_4:Eu纳米粒子 |
| 2.2.2 LuVO_4:Eu纳米粒子的水溶液作为荧光墨水用于书写 |
| 2.2.3 LuVO_4:Eu纳米粒子的水溶液作为荧光墨水用于防伪打印 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 LuVO_4:Eu纳米粒子的晶体结构和形貌表征以及荧光性质 |
| 2.3.2 pH对LuVO_4:Eu纳米粒子的性质影响 |
| 2.3.3 温度对LuVO_4:Eu纳米粒子的性质影响 |
| 2.3.4 Eu3+的掺杂浓度对LuVO_4:Eu纳米粒子的性质影响 |
| 2.3.5 LuVO_4:Eu荧光墨水用于书写 |
| 2.3.6 LuVO_4:Eu荧光墨水用于打印 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 YVO_4:Eu纳米粒子的合成及其在荧光复合物制作和细胞成像方面的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 合成YVO_4:Eu纳米粒子 |
| 3.2.2 制作YVO_4:Eu纳米粒子荧光复合物 |
| 3.2.3 YVO_4:Eu纳米粒子用于细胞成像 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 YVO_4:Eu纳米粒子的晶体结构和形貌表征 |
| 3.3.2 YVO_4:Eu纳米粒子的荧光性质 |
| 3.3.3 表面活性剂的用量对YVO_4:Eu纳米粒子的性质影响 |
| 3.3.4 表面活性剂的种类对YVO_4:Eu纳米粒子的性质影响 |
| 3.3.5 模板剂对矾酸盐合成的普适性探索 |
| 3.3.6 YVO_4:Eu纳米粒子作荧光复合物 |
| 3.3.7 YVO_4:Eu纳米粒子细胞成像 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 GdVO_4:Eu纳米粒子荧光性质及其在细胞成像应用研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 合成GdVO_4:Eu纳米粒子 |
| 4.2.2 GdVO_4:Eu纳米粒子用于细胞成像 |
| 4.2.3 GdVO_4:Eu纳米粒子用于离子检测 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 GdVO_4:Eu纳米粒子的晶体结构和形貌表征 |
| 4.3.2 GdVO_4:Eu纳米粒子的荧光性质 |
| 4.3.3 表面活性剂的聚合度对GdVO_4:Eu纳米粒子性质影响 |
| 4.3.4 表面活性剂的用量对GdVO_4:Eu纳米粒子性质影响 |
| 4.3.5 表面活性剂的种类对GdVO_4:Eu纳米粒子性质影响 |
| 4.3.6 GdVO_4:Eu纳米粒子用于细胞成像 |
| 4.3.7 GdVO_4:Eu纳米粒子用于离子检测 |
| 4.3.8 GdVO_4:Eu纳米粒子作为潜在的磁共振成像对比剂 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 结论 |
| 作者简介及在学期间取得的成果 |
| 致谢 |
（7）掺镱倍半氧化物固溶体混晶的生长及其光谱展宽性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 引言 |
| §1.2 超快激光晶体 |
| §1.2.1 超快激光晶体的发展 |
| §1.2.2 超快激光晶体的选择 |
| §1.2.3 激活离子的选择 |
| §1.2.4 基质的选择 |
| §1.3 倍半氧化物晶体的研究现状 |
| §1.4 本论文的主要研究工作 |
| 参考文献 |
| 第二章 掺镱倍半氧化物固溶体混晶的生长 |
| §2.1 引言 |
| §2.2 浮区法概述 |
| §2.3 倍半氧化物固溶体混晶生长 |
| §2.3.1 倍半氧化物固溶体混晶多晶粉料制备 |
| §2.3.2 倍半氧化物固溶体混晶多晶料棒制备 |
| §2.3.3 倍半氧化物固溶体混晶生长 |
| §2.3.4 晶体生长工艺研究 |
| §2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 掺镱倍半氧化物固溶体混晶的结构及组分研究 |
| §3.1 引言 |
| §3.2 倍半氧化物固溶体混晶结构 |
| §3.2.1 Yb:Lu_xSc_(2-x)O_3晶体结构分析 |
| §3.2.2 Yb:Lu_xY_(2-x)O_3晶体结构分析 |
| §3.3 倍半氧化物固溶体混晶组分表征 |
| §3.3.1 Yb:Lu_xSc_(2-x)O_3晶体组分分析 |
| §3.3.2 Yb:Lu_xY_(2-x)O_3晶体组分分析 |
| §3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 倍半氧化物固溶体混晶的光学及热学性质研究 |
| §4.1 引言 |
| §4.2 姜-泰勒效应与晶体场效应 |
| §4.3 吸收光谱 |
| §4.4 荧光寿命 |
| §4.4.1 Yb:Lu_xSc_(2-x)O_3晶体荧光寿命 |
| §4.4.2 Yb:Lu_xY_(2-x)O_3晶体荧光寿命 |
| §4.5 荧光光谱 |
| §4.5.1 Yb:Lu_xSc_(2-x)O_3晶体低温发射光谱 |
| §4.5.2 Yb:Lu_xSc_(2-x)O_3晶体室温发射光谱 |
| §4.5.3 Yb:Lu_xSc_(2-x)O_3晶体振动加宽机理 |
| §4.5.4 Yb:Lu_xSc_(2_x)O_3晶体变温发射光谱及荧光量子产率 |
| §4.5.5 Yb:Lu_xY_(2-x)O_3晶体低温发射光谱 |
| §4.5.6 Yb:Lu_xY_(2-x)O_3晶体室温发射光谱 |
| §4.5.7 Yb:Lu_xSc_(2-x)O_3晶体振动加宽机理 |
| §4.6 倍半氧化物固溶体混晶热学性质表征 |
| §4.6.1 Yb:Lu_xSc_(2-x)O_3晶体热学性质表征 |
| §4.6.2 Yb:Lu_xY_(2-x)O_3晶体热学性质表征 |
| §4.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 倍半氧化物固溶体混晶激光性能研究 |
| §5.1 引言 |
| §5.2 激光产生的条件 |
| §5.3 Yb:LuScO_3晶体连续激光性能研究 |
| §5.4 Yb:LuScO_3晶体1.03微米调Q性能研究激光实验 |
| §5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| §6.1 主要研究工作 |
| §6.2 主要创新点 |
| §6.3 有待进一步开展的工作 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表论文情况 |
| 攻读博士学位期间所获奖励情况 |
| Paper 1 |
| Paper 2 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（8）过渡金属硫化物光调控特性及其在脉冲激光器中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 全固态超快激光的研究进展 |
| §1.2 二维材料可饱和吸收体及其应用 |
| §1.3 过渡金属硫化物的基本性质 |
| §1.4 三阶非线性光学吸收特性 |
| §1.4.1 可饱和吸收效应 |
| §1.4.2 反饱和吸收效应 |
| §1.5 本论文主要研究内容 |
| 第二章 半导体相过渡金属硫化物的调Q激光特性研究 |
| §2.1 基于WS_2的高重频被动调Q激光器 |
| §2.1.1 WS_2饱和吸收体制备 |
| §2.1.2 基本表征 |
| §2.1.3 饱和吸收特性的测试表征 |
| §2.1.4 WS_2的可饱和吸收效应 |
| §2.1.5 基于WS_2可饱和吸收体的被动调Q激光实验 |
| §2.2 基于MoS_2被动调Q激光器 |
| §2.2.1 MoS_2可饱和吸收效应 |
| §2.2.2 基于MoS_2饱和吸收体的被动调Q激光实验 |
| §2.3 本章小结 |
| 第三章 二维金属相NbS_2的饱和吸收特性研究 |
| §3.1 层状NbS_2能带结构计算 |
| §3.2 二维金属相NbS_2的吸收过程 |
| §3.3 3R-NbS_2制备表征 |
| §3.3.1 液相剥离法 |
| §3.3.2 显微镜图像 |
| §3.3.3 元素分析 |
| §3.3.4 拉曼及X射线衍射图谱 |
| §3.4 3R-NbS_2光学吸收特性 |
| §3.4.1 线性光吸收 |
| §3.4.2 各向异性 |
| §3.4.3 非线性光学吸收 |
| §3.5 基于3R-NbS_2可饱和吸收体的被动调Q激光器 |
| §3.6 基于3R-NbS_2可饱和吸收体的Yb:KYW飞秒激光器 |
| §3.7 本章小结 |
| 第四章 合金化过渡金属硫化物饱和吸收特性调控及其应用 |
| §4.1 合金化过渡金属硫化物 |
| §4.2 阴离子掺杂的MoS_xSe_(2-x)光吸收特性 |
| §4.2.1 MoS_xSe_(2-x)能带结构计算 |
| §4.2.2 MoS_xSe_(2-x)载流子输运特性 |
| §4.2.3 材料制备表征 |
| §4.2.4 饱和吸收特性分析 |
| §4.2.5 基于MoS_xSe_(2-x)饱和吸收体的被动调Q激光器 |
| §4.2.6 基于MoS_xSe_(2-x)饱和吸收体的Yb:KYW飞秒激光器 |
| §4.3 同副族阳离子掺杂的MoWSe_2饱和吸收特性 |
| §4.3.1 材料制备表征 |
| §4.3.2 饱和吸收特性分析 |
| §4.3.3 基于Mo_xW_(1-x)Se_2饱和吸收体的被动调Q激光器 |
| §4.4 异副族阳离子掺杂的NbMoSe_2饱和吸收特性 |
| §4.4.1 NbMoSe_2测试表征 |
| §4.4.2 饱和吸收特性分析 |
| §4.5 本章小结 |
| 第五章 G/MoS_2纵向异质结的界面增强效应 |
| §5.1 二维材料异质结 |
| §5.2 G/MoS_2异质结制备 |
| §5.3 G/MoS_2测试表征 |
| §5.3.1 显微镜图像 |
| §5.3.2 拉曼光谱分析 |
| §5.3.3 元素分析 |
| §5.3.4 线性光吸收特性及带隙拟合 |
| §5.4 泵浦探测技术 |
| §5.5 G/MoS_2异质结界面耦合效应 |
| §5.6 饱和吸收增强效应 |
| §5.7 G/MoS_2异质结在脉冲激光中的应用 |
| §5.7.1 被动调Q激光特性研究 |
| §5.7.2 连续波锁模激光特性研究 |
| §5.7.3 SESAM锁模激光实验及参数对比 |
| §5.8 本章小结 |
| 第六章 总结 |
| §6.1 论文结论及创新点 |
| §6.2 有待进一步研究的问题 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间参加的项目、获得的奖励及发表的论文 |
| 附发表论文两篇 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（9）短波长下ADP晶体的非线性及损伤性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 (D)KDP和(D)ADP晶体的结构与性质 |
| 1.2 (D)ADP晶体的生长研究 |
| 1.3 (D)KDP和(D)ADP晶体的非线性性质 |
| 1.4 (D)KDP和(D)ADP晶体的损伤性质 |
| 1.5 本论文的主要研究目的和研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 ADP晶体生长 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 小口径ADP晶体的生长 |
| 2.2.1 Z方向籽晶生长ADP晶体 |
| 2.2.2 (90°,45°)方向籽晶定向生长ADP晶体 |
| 2.3 中等口径ADP晶体生长 |
| 2.3.1 Z方向籽晶生长ADP晶体 |
| 2.3.2 (90°,45°)方向籽晶定向生长ADP晶体 |
| 2.4 大口径ADP晶体生长探究 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 ADP晶体的生长动力学 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 样品准备 |
| 3.3 Z向籽晶生长ADP晶体(100)面生长机制研究 |
| 3.3.1 σ=0.4%时ADP晶体(100)面形貌研究 |
| 3.3.2 σ=0.6%时ADP晶体(100)面形貌研究 |
| 3.3.3 σ=0.8%时ADP晶体(100)面形貌研究 |
| 3.3.4 σ=1.2%及σ=1.6%时ADP晶体(100)面形貌研究 |
| 3.4 (90°,45°)方向籽晶生长ADP晶体(100)面生长机制研究 |
| 3.4.1 不同过饱和度下ADP晶体(100)面形貌研究 |
| 3.4.2 不同过饱和度下ADP晶体(100)面台阶聚并、宽度及斜率对比 |
| 3.5 Cr~(3+)对(90°,45°)方向籽晶生长ADP晶体(100)面生长机制影响 |
| 3.5.1 不同过饱和度下Cr~(3+)对ADP晶体(100)面形貌影响研究 |
| 3.5.2 掺杂Cr~(3+)后定向ADP晶体(100)面台阶聚并、宽度及斜率对比 |
| 3.6 分析与讨论 |
| 3.6.1 籽晶方向、杂质离子与σ之间的关系 |
| 3.6.2 螺旋位错生长机制 |
| 3.6.3 二维核生长机制 |
| 3.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 ADP晶体的非线性性质 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 非线性理论 |
| 4.2.1 Z-scan方法简介 |
| 4.2.2 Z-scan原理 |
| 4.2.3 瑞利长度大于样品厚度 |
| 4.2.4 瑞利长度小于样品厚度 |
| 4.2.5 非线性极化率 |
| 4.3 皮秒激光辐照下瑞利长度大于样品厚度时KDP/DADP/ADP晶体的非线性性质 |
| 4.3.1 KDP/DADP/ADP晶体紫外-可见透过光谱 |
| 4.3.2 355nm波长下KDP晶体非线性性质研究 |
| 4.3.3 355nm波长下ADP晶体非线性性质研究 |
| 4.3.4 266nm波长下(D)KDP晶体非线性性质研究 |
| 4.3.5 266nm波长下ADP晶体非线性性质研究 |
| 4.3.6 355nm波长下DADP晶体非线性性质研究 |
| 4.4 皮秒激光辐照下瑞利长度小于样品厚度时KDP/ADP晶体非线性性质研究 |
| 4.4.1 KDP/DADP/ADP晶体紫外-可见透过光谱 |
| 4.4.2 355nm波长下KDP晶体非线性性质研究 |
| 4.4.3 355nm波长下ADP晶体非线性性质研究 |
| 4.5 纳秒激光辐照下瑞利长度大于样品厚度时ADP晶体非线性性质研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 ADP晶体缺陷诱导损伤行为机制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 DKDP晶体损伤行为特性研究 |
| 5.2.1 测试准备 |
| 5.2.2 紫外脉冲激光作用下DKDP晶体的初始损伤特性 |
| 5.2.3 DKDP晶体损伤增长特性 |
| 5.2.4 损伤形貌 |
| 5.3 DKDP晶体的缺陷及材料物化特性表征 |
| 5.3.1 紫外-可见透过光谱 |
| 5.3.2 紫外吸收光谱 |
| 5.3.3 荧光光谱 |
| 5.3.4 正电子湮灭谱 |
| 5.3.5 在线散射测试 |
| 5.4 ADP晶体损伤行为特性研究 |
| 5.4.1 样品准备 |
| 5.4.2 紫外脉冲激光作用下ADP晶体的初始损伤特性 |
| 5.4.3 ADP晶体损伤增长特性 |
| 5.4.4 ADP晶体损伤形貌 |
| 5.5 ADP晶体的缺陷及材料物化特性表征 |
| 5.5.1 紫外-可见透过光谱 |
| 5.5.2 紫外吸收光谱 |
| 5.5.3 荧光光谱 |
| 5.5.4 正电子湮没谱 |
| 5.5.5 在线散射测试 |
| 5.6 DKDP晶体与ADP晶体损伤性能对比 |
| 5.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 附录1 |
| 附录2 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（10）铒镱双掺LuGdVO4系列晶体的生长及结构性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 激光材料分类及特点 |
| 1.2.1 激光玻璃 |
| 1.2.2 激光晶体 |
| 1.2.3 其它新型激光材料 |
| 1.2.4 常见的掺杂离子 |
| 1.3 钒酸盐晶体 |
| 1.3.1 钒酸盐晶体结构 |
| 1.3.2 钒酸盐晶体的发展 |
| 1.4 主要内容及意义 |
| 第二章 晶体生长及表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 生长方法与装置 |
| 2.2.1 提拉法简介 |
| 2.2.2 晶体生长设备 |
| 2.2.3 提拉法晶体生长流程 |
| 2.2.4 影响晶体生长的因素 |
| 2.3 晶体生长 |
| 2.3.1 混晶的生长工艺过程 |
| 2.3.2 钒酸镥钆混晶 |
| 2.3.3 生长工艺参数的分析 |
| 2.4 晶体生长工艺的数值模拟 |
| 2.5 晶体缺陷与生长条件的研究 |
| 2.5.1 晶体缺陷的种类 |
| 2.5.2 晶体位错的研究 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 晶体组分与结构的表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 表征方法及仪器 |
| 3.2.1 X射线结构分析 |
| 3.2.2 拉曼光谱 |
| 3.2.3 实验仪器 |
| 3.3 组分及结构表征 |
| 3.3.1 晶体组分及分凝系数 |
| 3.3.2 XRD分析 |
| 3.3.3 晶体密度 |
| 3.3.4 高分辨XRD |
| 3.3.5 拉曼光谱 |
| 3.3.6 X射线光电子能谱 |
| 3.3.7 同步辐射XRF |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 晶体热学及光学性能表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 晶体的热学性质 |
| 4.2.1 热膨胀 |
| 4.2.2 比热 |
| 4.2.3 热扩散 |
| 4.2.4 热导率 |
| 4.3 晶体的光学性质 |
| 4.3.1 偏振吸收谱的测量 |
| 4.3.2 荧光光谱 |
| 4.3.3 光谱参数计算 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 退火对钒酸盐混晶结构及性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 晶体生长及退火处理 |
| 5.3 退火对组分及结构影响 |
| 5.3.1 高分辨XRD |
| 5.3.2 XRF和XRD分析 |
| 5.3.3 拉曼光谱 |
| 5.3.4 XPS分析 |
| 5.4 退火对性能的影响 |
| 5.4.1 热学性能 |
| 5.4.2 光学性能 |
| 5.5 同步辐射实验研究 |
| 5.5.1 同步辐射XRF |
| 5.5.2 同步辐射X射线吸收边 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 LuGdVO_4混晶相变的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 LuGdVO_3混晶制备及结构表征 |
| 6.2.1 LuGdVO_3混晶制备 |
| 6.2.2 XRD分析 |
| 6.2.3 拉曼光谱 |
| 6.2.4 XPS分析 |
| 6.2.5 V的XANES分析 |
| 6.2.6 元素分布研究 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
四、Growth,Dislocation and Morphology of Nd∶GdVO_4 Single Crystal（论文参考文献）
- [1]GaNbO4晶体的生长和性能研究[D]. 黄文文. 山东大学, 2021(09)
- [2]几种铋基光电功能晶体的探索生长及基本性能表征[D]. 樊梦迪. 山东大学, 2021(12)
- [3]KDP晶体位错与生长研究[D]. 徐龙云. 山东大学, 2021(10)
- [4]新型低维纳米材料的宽带非线性光学特性及应用研究[D]. 潘瀚. 山东大学, 2021(11)
- [5]激光增材制造镍基单晶高温合金显微组织和力学性能研究[D]. 慈世伟. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [6]稀土钒酸盐纳米材料的制备及其性能研究[D]. 梁龙琪. 吉林大学, 2020(02)
- [7]掺镱倍半氧化物固溶体混晶的生长及其光谱展宽性能研究[D]. 刘文宇. 山东大学, 2020(10)
- [8]过渡金属硫化物光调控特性及其在脉冲激光器中的应用[D]. 孙晓莉. 山东大学, 2020(10)
- [9]短波长下ADP晶体的非线性及损伤性能研究[D]. 连亚飞. 山东大学, 2019(09)
- [10]铒镱双掺LuGdVO4系列晶体的生长及结构性能研究[D]. 纪念静. 山东大学, 2019(09)