Ce:Mn:LN晶体光折变效应的研究

一、引言 铌酸锂(LiNbO_3,简称LN)晶体具有电光效应和非线性光学效应,通过离子掺杂可以改善晶体的性能。Fe:LN晶体的研究开展得较早,已实现了全息存储,光放大及位相共轭反射镜等,但是目前Fe:LN晶体的研究尚存在许多问题,例如,晶体对氩离子激光(λ=488nm)吸收大、光源能量损失多、输出光束散射强、空间分布不均匀等,各项性能参数有待进     

低温相偏硼酸钡(BBO)的发现及其对探索新型非线性光学材料的启示

1960年用红宝石(α-Al_2O_3:Cr)作为激光晶体,实现了激光运转.翌年(1961年)让红宝石激光束(694.3um)入射到石英晶体(α-SiO_2),出现了倍频(34.15um)效应,从而开辟了激光及非线性光学及其材料研究的新领域.国内外许多单位就在这个基础上开展了有关激光和非线性光学晶体的研究.     

一维晶体中能带的LCAO-MO-CO解析

计算晶体能带的位置、宽度及电子在能带中的分布即态密度等,对研究晶体的各种物理和化学性质有着重要意义,一维晶体有许多特性,近年来更是引起了大家的兴趣,在理论和实验的研究方面都有许多进展。本文对一维晶体中原子轨道(AO)、分子轨道(MO)及晶体轨道(CO)间的关系进行了研究,指出了它们彼此间的能量关系,从而给出了一种计算分子晶体能带的简便方法。     

铁电-铁磁混合陶瓷的穆斯堡尔谱学研究

铁电体具有很高的介电常数ε,铁磁体具有很高的磁导率μ,两者还各具有许多铁电性或铁磁性效应而提供了丰富的技术应用。若能研制成功铁电-铁磁性晶体,则可提供同时具有高ε和高μ的材料,并且有可能出现新的铁电-铁磁耦合效应。目前,虽然同时具有铁电性和铁磁性的单晶体研制尚未取得实质性成功,但研制高ε和高μ混合陶瓷的可能性的确存在;这     

双掺杂LiNbO3:Fe:Cu晶体中的漂白效应及其非挥发性全息存储

首次观察到了双掺杂LiNbO3:Fe:Cu晶体中的漂白效应,并利用该效应实现了非挥发性全息存储.不同于通常的双掺杂铌酸锂晶体中观察到的光色效应,LiNbO3:Fe:Cu中的光致吸收率的变化呈现漂白效应,即当该晶体被紫外光照射后对可见光的吸收减少.基于这种漂白效应,提出并实验研究了一种新的记录方案以实现非挥发性全息存储.该方案包括两束相干红光的记录以及均匀紫外光和单束相干红光的固定等两个主要过程.实验结果表明,怍为一种新的物理机制,漂白效应可以实现非挥发性全息存储并具有高记录灵敏度和低光致散射噪声等特点.     

掺铜钾钠铌酸锶钡单晶生长及其光折变性能

近几年来,随着光折变效应的应用研究的日益广泛,光折变材料也受到越来越多的重视。人们把许多精力集中在光折变材料的改性方面,试图获得光折变动态范围大和响应速度快的单晶或陶瓷材料,以适用于全息存贮、耦合光放大和光学位相共轭等光学信息处理技术。例如在LiNbO_3和KNbO_3晶体中掺进铁离子和在Sr_xBa_(1-x)Nb_2O_6晶体中掺入铈离子,由于这     

采用改进的导向温梯法生长Nd:YAG晶体

一、引言由于Nd∶YAG晶体具有优良的激光性能和广泛的适用性而受到普遍重视。但是广泛采用的Czochralski方法生长Nd∶YAG晶体,由于流体效应及表面张力效应的存在、小晶面出现,大尺寸优质单晶的制做,目前尚有困难。     

冰纳米晶体热力学参量的尺度和维度效应

虽然冰的熔化是最常见的相变过程,但是对于(预)熔化和准液态表面层仍然存在许多争议,而且关于冰纳米晶体热力学参量与其尺度和维度之间关系的研究也很少.本文拓展建立了可描述氢键结合的冰纳米晶体熔化温度、预熔化温度和熔化焓的尺度和维度效应的理论模型.根据模型,上述热力学参量都随着尺度和维度的增加而增加,同时还发现预熔化温度和熔化温度具有几乎相同的尺度效应.模型对冰纳米粒子和纳米线的上述热力学参量尺度和维度效应的预测与相应的分子动力学模拟和实验结果相吻合,从而可以从理论上确定准液态层厚度.研究表明,准液态层厚度并不是恒定不变而是随着尺度的增加而缓慢增大,这也就是不同的研究报道中会出现不同准液态层厚度的原因.     

金属中低温高密度氘离子体核聚变的可能性

金属晶体中低温高密度自由电子气的极强的库仑屏蔽效应,一方面使在金属晶体中形成低温高密度氘离子体成为可能,同时又使晶体中D~++D~+碰撞的聚变截面增加;而逐渐形成的低温高密度氘离子体又会进一步增强库仑屏蔽效应并增加聚变截面。金属晶体中高密度自由电子气的这种催化作用以及由此形成的高密度氘离子体的自催化作用,使金属晶体中低温高密度氘离子体核聚变的可能性增加。     

智能压电声子晶体与超材料研究现状与展望

声子晶体与超材料作为一种人工设计的新型材料或结构,具有许多独特和超常的弹性波传播特性,为机械振动的有效控制与弹性波的精准调控提供了一个崭新的研究途径与充满希望的应用机遇.然而,由于传统的声子晶体与超材料在加工制备之后不易根据实际需求重新调整其几何参数和材料属性,大大限制了其实际应用.基于压电或力-电耦合效应的智能压电声子晶体与超材料,通过调节电场即可按需调控结构的振动或波动特性,可大大拓宽传统声子晶体与超材料的应用范围.本文依据压电材料与弹性材料或结构不同的融合形式,试图将智能压电声子晶体与超材料大致分为三类:第一类为单一压电声子晶体与超材料,此类仅由单一的压电材料组成,可以外接电极也可以无外接电极;第二类为内嵌式压电/弹性复合材料型压电声子晶体与超材料,该类由压电散射体埋嵌在弹性基体中而构成,当然也可将压电材料与弹性基体的角色互换;第三类为由外贴式压电片与弹性结构组成的复合型压电声子晶体与超材料,此类将压电片外贴在弹性基体结构(杆、梁、板等)的表面.已有研究表明,相较于其他弹性波调控方式,基于压电或力-电耦合效应的智能压电声子晶体和超材料的主要优势体现在反应迅速,无须改变原有结构的固...     

一种新近发现的奇特固体准晶体

准晶体的发现在晶体学、物理学、材料科学和数学等领域引起了强烈的反映。准晶体的结构理论与数论、群论有着密切联系。准晶体本身可能显示出许多不同于晶体和非晶体的奇特性能,因而作为应用材料其前景还无法估量。《一种新近发现的奇特固体——准晶体》一文以浅显的语言把准晶体介绍给大家,谅对广大读者有所裨益。     

纳米晶体材料的有效弹性模量与界面效应

纳米晶体材料的很多性质与界面效应有关，从材料的微观结构特点出发，研究界面对材料的有效弹性性质的影响，首先，将纳米晶体材料看作一种两相复合材料，基体是具有不规则原子结构的界面相，夹杂是具有理想晶格的晶粒相，用Mori-Tanaka方法给出了有效模量的表达式，进而用应变梯度弹性理论，通过对纳米晶体材料的代表性胞元的分析，考察了应变梯度对材料变形行为的影响，分析了界面效应影响材料性质的两种微观物理机制，其一是界面相不规则原子结构的软化效应，其二是界面附近边界层存在引起的硬化效应。     

掺镁、铁铌酸锂晶体缺陷结构的变化模型

铌酸锂晶体是一种重要的电光材料,可是光致折射率变化(即光损伤)限制了它的应用范围。晶体中的光折变效应主要来源于晶体中的过渡元素如Fe、Cu等杂质的影响。1980年仲跻国等人报道,当在熔体中掺入摩尔分数4.6％或更多的MgO时,生长出的铌酸锂晶体的抗光损伤能力提高两个数量级,Bryan复证了这个结果,并观察到掺镁浓度的阈值效应,即在阈值浓度前后,铌酸锂晶体的若干性质如光电导、OH~-吸收峰的位置、以及色心吸收谱等出现突变。实验表明,抗光损伤能力的增强,不是由于光伏特电流的减小,而是光电导率成倍增长的缘故。Gerson发现,高浓度掺镁铌酸锂晶体中起陷阱作用的Fe~(3+)对电子的俘获截面大大低于未掺镁或少量镁的铌酸锂晶体。由此可见,弄清高浓度掺镁引起晶体缺陷结构变化及其与光折变中心的相互作用机制对于提高晶体抗光损伤能力以及进一步控制和利用光折变具有重要意义。     

无机新晶体与化学气相淀积

物质的单晶体往往具有许多宝贵的性质,从古代晶莹夺目的王冠宝石到今天激光、红外、电子计算机等新技术的神妙功能,无不是单晶材料在炫耀自己的奇能异彩.可以毫不夸张地说,种类繁多、功能各异的无机晶体和其他许多新型材料一起组成了现代科学技术的物质基础.为适应四个现代化的需要,在改善和揭示现有晶体的性能,发掘其新应用的同时,必须不断地致力于新晶体的研制和探索.     

八次对称准晶体的分数维结构

自五次、十次、十二次对称准晶体发现以来,1987年,王宁等在V-Cr-Ni-Si的急冷合金中发现了八次对称准晶体。许多学者研究了八次对称准晶体的电子衍射点的排列规律,并且已提出了几种八次对称Penrose图。现已证明,分数维理论不仅可解释五次对称准晶体结构,而且还可解释八次对称准晶体的结构。本文将讨论八次对称准晶体的分数维结构,并计算了其维数。     

LiNbO3:Ru:Fe晶体畴反转过程中的电色效应

观察到了双掺杂LiNbO₃:Ru:Fe晶体中电色效应伴随畴反转而发生, 且与畴反转一样也具有可逆性, 两者相辅相成, 畴反转导致了晶体变色, 电色效应促进了畴反转, 系统的实验结果证明了两者的相辅相成性. 基于铌酸锂铁电微结构模型, 简要解释了其机理. 而且发现在极化过程中电色效应促使了畴核的形成, 使之不同于非掺杂同成分比铌酸锂晶体的矫顽场大于击穿电场, 用恒定直流电场代替脉冲电场也能实现畴反转, 这将为周期性极化铌酸锂的制备提供一种新的技术改进.     

掺镁铌酸锂晶体的OH~-偏振红外吸收谱

按照我们提出的掺镁LiNbO_3晶体阈值效应模型,对一致熔化组分晶体,阈值掺镁浓度应为5.3 mol％。最近,我们测量了掺镁LiNbO_3中OH~-红外吸收带的偏振性质,其结果再次验证了上述模型。     

GLTGS晶体生长及其热释电性能

根据结构与性能的关系，选择胍基乙酸作为掺质，采用水溶液降温法生长了ＧＬＴＧＳ晶体，发现掺质的存在使晶体的生长形态、单胞参数和解理性均发生了变化。对所生长晶体的热释电性能进行了系统测量。结果表明，掺质显著地增强了晶体的热释电效应，与纯ＴＧＳ晶体相比，ＧＬＴＧＳ晶体在２０￣３０℃的温度范围内，热释电系数增加了４９．３％￣５５．８％，品质因子增加了３５．４％￣４９．３％。另外，经过测量晶体的电滞回线发现     

纳米晶体原子结构及其温度的影响

纳米材料由于具有许多独特的性质,对它的研究已成为材料科学的一个新领域.纳米晶体中晶界区域的体积占到整个晶体的50%或以上,因此晶界对纳米晶体的特性具有重要作用.目前,对纳米晶体中的晶界结构还无较为统一的认识,通过直接或间接的实验观察和分析形成了若干假说.具有代表性的是气态完全无序说、有序说和有序无序说.本文则从理论角度利用模拟技术对纳米晶体的晶界及晶内原子结构进行了研究.     

Ce:KNSBN晶体中的光扇效应及其图像存储

采用非同时读出条件下的两波耦合实验装置, 以单束光入射Ce:KNSBN光折变晶体, 研究了入射光强度和光入射角对Ce:KNSBN晶体中光扇效应的影响. 研究发现, 光扇效应存在明显的入射光强度阈值特性, 入射光强度阈值为38.2 mW/cm²; 对应相同的入射光强度, 光入射角θ 为15°时稳态光扇强度I_fsat最强. 研究了入射光调制对晶体中光扇噪声及体全息存储的影响, 入射光调制抑制了光扇噪声对Ce:KNSBN晶体两波耦合及体全息存储的影响, 使得再现图像质量得到了明显改善.