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.     

KTP同型取代晶体的结构与性能关系

磷酸钛氧钾(KTiOPO_4,KTP)晶体是一种性能优良的非线性光学材料,它具有大的非线性光学系数与电光系数、宽的透光波段、能在较宽的温度范围内实现I,II类位相匹配、高的激光损伤阈值、热稳定性优良、能量转换效率高等优点,正因为它具有这些优良性能,从而促成了KTP晶体广泛地应用于激光倍频、和频和差频、光参量振荡与放大以及电光调制、Q开关和声光调制等技术范畴.KTP晶体通过离子交换处理,成为电光、倍频波导等集成光学的重要材料,另外,KTP薄膜材料发展很快,大有希望成为21世纪有发展前途的光子器件材料,这些优良的非线性光学性能以及其多功能用途,主要渊源于KTP晶体结构的多样性与敏感性,KTP晶体结构模型,如图1所示KTP晶体的点群为C_(2v)-mm2,空间群为C_(2v)~9-Pna2_1,晶胞参数:a=1.2823nm,b=0.6416nm,c=1.0589nm,     

有机晶体MHBA倍频半导体激光获得紫光输出

蓝紫激光光源在未来的光盘存储技术上将显示出重要价值,波长越短,记录密度越高.因此,解决小型、稳定实用的蓝紫光源是当今国际上研究的热点,多渠道研究竞争十分激烈.KN晶体和KN,LN,LT,KTP波导均可实现半导体激光倍频的蓝紫光输出.KN晶体倍频效率高,但须温度调制,温度半宽窄.415nm紫光输出时,温度为-22.5℃,半宽为±0.25℃;波导倍频存在     

一阶自相关法测量飞秒激光脉冲时间宽度

在飞秒(fs)激光技术研究过程中,激光脉冲时间宽度的测量是不可缺少的.通常用二次谐波自相关法间接测量激光的脉宽,在脉宽为几十飞秒量级时,所用的倍频晶体和聚焦透镜必须非常薄,否则会引起飞秒脉冲的展宽.且当脉宽为几飞秒时,必须使用干涉测量法(如测量6fs),但所使用的倍频晶体KDP的厚度为32μm,这么薄的晶体,其加工的难度可想而知.本文实现了用一阶相关法(即线性相关法)测量飞秒脉冲时间宽度,其中相关仪的控制及实验数据的采集均由计算机完成,其时间分辨率达0.3fs.当被测的激光脉冲中心波长位于那些难以找到信频等非线性光学晶体的光谱区时,一阶相关法就更是必不可少.     

新型络合物高效非线性光学材料——CMTC晶体

利用双重基元模型和分子工程方法,研究探索出一种可用于半导体激光(LD)直接倍频的新型络合物型高效非线性光学材料——硫氰酸汞镉(CMTC)晶体.本文第1次报道采用降温法自混合溶剂中生长CMTC单晶.对该晶体的结构、光学及非线性光学性能进行了较全面的研究.在络合物材料中,CMTC首次实现了半导体激光室温下直接倍频,获毫瓦级高效蓝紫光输出.     

自倍频激光晶体NYAB的缺陷研究

NYAB晶体[Nd_zY_(1-z)Al_3(BO_3)_4]是一种既有较高的非线性系数,很大的受激发射截面又有优良的物理化学性能的自倍频激光晶体,它很好地把激光工作物质和非线性光学材料合为一体,具有同时输出基频光和倍频光的特性,NYAB晶体除肉眼可观察到各种不同尺寸的助熔剂及气体包裹外,还有各种亚微观和微观缺陷,而此类缺陷尚未见报道,本文首次介绍了     

Li2BaSiSe4:一种具有显著二次倍频效应的新型复合金属硒化物

红外激光变频技术急需新型的具有优良性能的非线性光学晶体,但获得能够实现大倍频和高激光损伤阈值平衡的新型红外非线性光学晶体依然是巨大的挑战,进一步的工作仍是科研工作者的研究热点.本文通过高温溶液法将高正电性的碱金属锂,碱土金属钡以及无机半导体硅与硒熔合高温反应得到了一种新型红外非线性光学晶体Li_2Ba Si Se_4,并获得了其光学性质的实验数据.经过漫反射数据转化得到的光学带隙实验值为2.47e V,2.09μm光源下的倍频效应与商业化使用的AgGaS_2相当,约为KH2PO4(KDP)的30倍.第一性原理计算还分析了它的能带结构、态密度分布等.     

高功率1.3414μm Nd:YAP连续激光器

1.3μm激光作为色心、声子终端激光泵浦源及在光纤方面的应用而受到人们的普遍重视。我们继试探利用b轴Nd:YAP晶体研制1.34μm连续激光器获得成功后,进一步分析了Nd:YAP连续激光器的本征振荡模,研究了泵浦过程晶体热效应对1.34μm激光的影响,研制了1.34μm介质镜,在此基础上,已从φ5.8×111mm的Nd:YAP激光棒中获得了8.28瓦接近线偏振的1.3414μm连续激光,器件效率为1.15％,斜率效率为2.02％,在输出62瓦时连续工作45分钟,输出功率变化不大于1％。     

一种潜在的半导体激光倍频新材料——MHBA晶体

在迄今报道的高效有机非线性光学材料中,3-甲氧基-4羟基苯甲醛(化学式:C_8H_8O_3,MHBA)晶体具有最深入紫外的透光性能和大的非线性光学系数。该晶体有效的解决了有机材料普遍存在的高非线性光学效应与紫外透光性能的矛盾。MHBA晶体的粉末倍频强度30倍尿素,非线性系数d_(13)=21P_mV~(-1),紫外截止边cut-off=370nm。采用溶液降温法比较容易获得优质的大单晶体。使用我们培养的MHBA单晶体,对1.064μm的激光倍频,获得     

低温相偏硼酸钡晶体的结晶形貌

低温相偏硼酸钡β-BaB_2O_4(简称BBO)晶体是由中国科学院福建物质结构研究所首次发现的一种新型的非线性光学材料,由于其优良的物理和化学性能,BBO晶体在激光倍频、混频和光参量振荡等方面都已得到广泛的应用,对BBO晶体的热电性能以及其它的物     

新的非线性光学晶体——硝酸(钅兰)钕钾

硝酸(钅兰)钾[K_2La(NO_3)_5·2H_2O],简称KLN,是近年来新发现的非线性光学晶体,属正交晶系,mm2点群.透光波段为0.33～2.35μm.它的非线性系数是KDP晶体的3倍,在室温下对1.06μm和0.95μm激光可实现非临界位相匹配,而且其在一定波长范围内实现频率转换的阈值功率(λβ_θ/d_(eff))~2比KNbO_3、LBO等都低.它虽含有结晶水、易潮解,但可通过涂高聚物保护膜防止潮解和脱水,因而它是一种有应用前景的、可产生蓝绿光的新的频率转换材料,已引起人们的重视.为了进一步研究该类材料的特性,我们培育出了掺钕的KLN晶体(KLNN).在此我们将首次报道KLNN的生长特性、光谱及其他有关的性质.     

酒石酸脲单晶生长与品质鉴定

研究具有给电子基团和接受电子基团的含共轭大丌键的有机化合物,例如MNA(间甲基对硝基苯胺)、NPP(对硝基苯脯胺醇)、MAP(甲基-2,4二硝基苯—氨基丙酸酯)等,是材料科学研究中的一个十分活跃的领域.为了探索新型紫外非线性光学晶体,必须避开含有苯环的有机化合物,而选择较小的有机分子合成新材料,在这方面我们已经做过一些工作。最近,我们从材料设计的角度对现有小分子有机材料进行分类,以脲和d(+)酒石酸为原料合成出了一类迄今未见报道的新型紫外非线性光学晶体。d(+)酒石酸脲(简称UT)是这些新发现材料中的一种,其他材料将另行报道。脲单晶本身是一种优良的紫外倍频材料,其紫外透过截止波段为0.2μm,d(+)酒石酸是一种具有对映异构体的分子,二者组合产生出没有对称心的UT单晶。经测定该晶体属正交晶系,空间群为P2_12_1;晶胞参数为a=1.72290(2)nm,b=0.98240(3)nm,c=0.50560(6)nm,Z=4,D_m=1.63g/cm~3。UT单晶的透光范围为0.255～1.37μm,其激光粉末倍频效率约为KDP的3倍。因此,UT晶体是一种有应用前景的紫外倍频晶体。     

高光学质量KDP晶体的生长

一、引言 最近,由于高功率激光系统需要高光学质量的KDP晶体作为激光倍频材料,国际上对KDP晶体又进行了不少的研究。对KDP晶体光学性能的要求主要有两方面:一是晶体的光损伤阈值要高;二是晶体的光吸收和散射要小。我们从降低杂质的浓度和减少晶体的位错入手,研究了KDP晶体的生长工艺和溶液状态,从而生长出光学性能优异的KDP大单晶。     

新型非线性光学晶体硼酸铋(BiB3O6)的晶体生长和性能

利用顶部籽晶法生长了尺寸为44mm×24mm×10mm,重24.7g的BiB3O6单晶.对籽晶制备、单晶生长以及遇到的问题进行了详细的报道.利用四圆衍射仪测定了晶体结构a=7.1203(7)A,b=4.9948(7)A,c=6.5077(7)A,β=105.586(8)°,V=222.93(5)A3.利用分光光度计测试了190～3200nm的透光波段,透过率为80%左右.BiB3O6是双轴晶体,利用偏光显微镜和X射线衍射仪,进行了晶体折射率主轴的定向工作,结果是b∥X,(a,Z)=31.6°,(c,Y)=47.2°.利用1.06μm光源获得了高达67.7%的倍频转换效率,也得到了(1.06+0.532)μm→0.355μm的三倍频效应.BiB3O6晶体不潮解.     

掺铬锰钨酸锌单晶及其激光特性

对掺铬钨酸锌(ZnWO_4:Cr~(3+))室温和低温下的光谱和激光性质已做过研究,在77K下实现了连续可调谐激光输出.采用固态介质中退火工艺后,晶体透光性能极大改善,室温下用红宝石激光器泵浦已获得270μJ的近红外激光输出.但是晶体的光损伤阈值低,限止了这种晶体的实际应用,为此我们开展了双掺杂敏化的研究,不仅使激光输出能量提高3倍,而且抗强光损伤能力大为增强.     

金属-非线性晶体界面光栅耦合倍频产生5.3μm表面电磁波

一、引言利用表面电磁波可以研究许多物质的表面光学性质。特别是由于表面波的强度比较高,非常有利于开展各种非线性光学实验,如倍频、差频、Raman散射等。这里我们提出了在金属-非线性晶体界面上利用光栅耦合倍频产生表面电磁波的方法。在工作波段晶体色散很小的情况下,可以有两种途径产生倍频表面波:一是首先由光栅耦合出基频表面波,再经过晶体     

Rhodamine 6G在光子晶体中的光致发光及聚集态生长

通过毛细生长法沉积了具有特定光子禁带的胶体光子晶体, 并用浸渍法在光子晶体孔隙内浸润了Rhodamine 6G(R6G)乙醇溶液, 制备了掺杂R6G的光子晶体. 结果发现, 光子晶体的禁带对R6G的发光谱有影响, 能够强烈限制光子的发射从而抑制特定波长的发光强度. 改变掺杂R6G的浓度, 会引起间隙介质平均折射率的变化, 从而引起光子带隙的移动. 采用Nd:YAG激光器三倍频354.5 nm激光对掺杂了R6G的光子晶体进行了激发, 光谱显示没有受激发射, 这一点与相关文献是一致的. 我们对光子晶体中R6G的聚集态进行了SEM分析, 发现R6G呈束状聚集. 与胶体光子晶体的[111]方向相比, 该束状聚集体更倾向于沿着[100]方向生长. 本实验对于开展固态激光器的研究以及三维阵列的应用研究具有一定指导意义.     

Π类非临界相位匹配LBO腔内倍频LD泵浦Nd:YVO4 671 nm激光器

报道了激光二极管泵浦的Nd:YVO4腔内倍频红光激光器. 利用Π类非临界相位匹配的LBO晶体,在吸收泵浦功率5.16W时,获得404 mW的671 nm激光输出, 光-光转换效率约7.8%. 在温度匹配处,温度波动±0.5℃,红光输出波动小于5%.     

Π类非临界相位匹配LBO腔内倍频LD泵浦Nd∶YVO4 671nm激光器

报道了激光二极管泵浦的Nd:YVO4腔内倍频红光激光器. 利用Π类非临界相位匹配的LBO晶体,在吸收泵浦功率5.16W时,获得404 mW的671 nm激光输出, 光-光转换效率约7.8%. 在温度匹配处,温度波动±0.5℃,红光输出波动小于5%.     

毛细管凝胶电泳柱的研究

1983年Hjerten将聚丙烯酰胺凝胶引入内径150μm的毛细管中,首次进行毛细管凝胶电泳(CGE)实验,Cohen等于1987年使用更细的毛细管(φ75μm)对CGE进行的研究并把其推上了迅速发展的轨道.凝胶电泳从平板到毛细管,其分离机理没有多大区别,但由于毛细管克服了散热障碍,场强大幅度提高,这样就能在较短的时间内获得高效的分离.经过近几