稀土晶体材料与应用

稀土是我国重要的战略资源,在永磁体、合金、催化剂、石油精炼、精细抛光、发光材料、玻璃陶瓷等高新技术领域具有重要的应用。稀土晶体是一类重要的高端光学材料,是指稀土元素可以完整占据结晶学结构中某一格点的晶体,作为核心工作物质在激光技术与电离辐射探测技术中得到了广泛应用。以稀土激光晶体、稀土闪烁晶体、稀土倍频晶体、稀土单晶光纤为代表,综述了近年来面向不同应用领域的高端稀土晶体材料在组成设计与性能优化方面的研究进展。在生长技术方面,结晶生长的化学键合理论能够为多尺度稀土晶体生长提供精细化的关键因素控制技术,有利于获得高品质稀土晶体材料。     

光子晶体光纤非线性系数的数值分析

利用全矢量有限元法对六重对称的全内反射型光子晶体光纤的非线性系数进行了数值分析，模拟了光子晶体光纤的非线性系数与纤芯材料折射率、空气孔直径、孔间距的关系，结果表明在其它参量相同的情况下，纤芯材料折射率的变化对光子晶体光纤的非线性系数有着明显的影响，尤其是在输入光波长小于1.0μm范围内,在波长为0.5μm处，当纤芯材料折射率为1．45时非线性系数为0．4047m^-1W^-1，但纤芯材料折射率为1．40时非线性系数高达1．792m^-1W^-1。     

光子晶体光纤及其激光器

光子晶体光纤(PCF)与普通光纤相比有其优秀的特性，如单模特性、色散特性以及非线性特性等。简述了光子晶体光纤的基本结构及其优点，并介绍了利用光子晶体光纤制作光子晶体光纤激光器及大功率光纤激光器方面的进展。     

光子晶体光纤及其非线性功能器件特性

光子晶体光纤作为一种新型的通讯材料,由于其独特的性质在光通信中具有广阔的应用前景。本文介绍了光子晶体光纤（PCF）的分类以及工作原理,重点讨论了有关光子晶体光纤中高非线性的实现以及基于光子晶体光纤非线性的功能器件特性及其应用。     

C60粉末的晶体聚合层探讨

Ｃ６０单晶制备中，粉末总有残留，且粉末表面生成了晶体聚合层。初步探讨认为，粉末残留是与单晶生长缓慢，粉末没有机会完全升华直接相关的；粉末表面形成的晶体壳层是降温时管内Ｃ６０蒸气分子回流凝结在粉末表面形成的。     

铌镁(锌)酸铅-钛酸铅弛豫铁电单晶研究进展

在最近十几年中,新型弛豫型铁电单晶铌镁酸铅-钛酸铅和铌锌酸铅-钛酸铅受到了广泛的关注。这是由于这种新型的弛豫型铁电单晶和传统的压电材料相比较,在准同型相界附近表现出良好的压电、介电与电致伸缩性能。文章介绍了铌镁(锌)酸铅-钛酸铅系列单晶的基本性质,国内外在该晶体制备及晶体性能相关领域的研究进展。     

晶体生长设备系列产品

硅单晶炉、激光晶体及氧化物晶体生长设备是采用直拉法生长硅单晶、激光晶体及氧化物晶体的专用电子设备 ,所生长的电子或光电子材料是信息技术最基本的功能材料 ,是信息和通讯技术革命的主要驱动力。西安理工大学工厂自 1 961年研制成功我国第一台单晶炉以来 ,已定型生产了 8大系列 ,40余个品种的晶体生长设备 ,涉及半导体、光学、化合物、氧化物、氟化物等晶体材料、合金材料及高纯金属等高技术领域。其中大直径硅单晶炉和大直径激光单晶炉等设备性能已达到国际同类产品水平。获 1 3项国家、省部级科技进步奖。产品在国内覆盖面95 %以上 ,…     

1.15-1.35μm具有平坦色散的PBG光子晶体光纤的设计

利用时城有限盖分法（FDTD）设计了在1．15-1．35μm具有平坦色散的PBG光子晶体光纤。将光子晶体光纤的总色散分为波导色散和材料色散两部分分别计算，并利用包层空气孔间距以、包层空气孔径与空气孔间距的比值d／Λ及中心缺陷孔径与包层空气孔间距的比值r／Λ来改变波导色散。试光纤对于DWDM光纤通信系统具有重要意义。     

(Na0.5Bi0.5)0.945Ba0.055TiO3单晶的生长及光学性能研究

采用顶部风冷籽晶助熔剂法成功生长出了(Na0.5Bi0.5)0.945Ba0.055TiO3(简称NBBT5.5)晶体,晶体尺寸达到了Φ35mm×12mm;研究了粉料的热学性质、晶体的结构、光学性能及压电性能.实验结果表明,晶体具有三方相四方相共存的钙钛矿结构.通过研究粉料的DSC-TG曲线,得到了制备单晶材料的预烧结的温度以及烧结温度,优化了NBBT单晶材料的制备工艺,降低了Bi2O3和Na2O的挥发.晶体具有优良的光学性能,在369nm处晶体处于全吸收,390nm以上晶体是透明的,1 000nm处透过率达到72%.NBBT5.5晶体的压电常数d33为438pC/N,是一种极具应用潜力的无铅压电材料.     

铁电单晶材料力电耦合性能模型

铁电材料是一类典型的非线性材料。作者借助晶体塑理论的方法,采用铁电畴结构的非完全连续反转模式,考虑畴壁移动的能量耦散与外力做功及内能变化的平衡关系,建立起单晶铁电材料的电畴反转模型,以期作为确立多晶铁电陶瓷本构关系的基础,计算结果表明该模型能较好地描述铁电单晶地非线性力电耦合行为。     

富勒烯晶体的液相生长和形貌

进行了不同条件下富勒烯晶体的液相生长，探讨了它的生长过程，分析了生长富质量晶体的条件，获得了宏观量级的单晶；用扫描电镜研究了所出现的各种形貌，并用透射电镜分析了晶体的结构，有完整无缺陷的单晶生成。     

带隙型光子晶体光纤及其分析方法

光子晶体光纤是近年来出现的一种新型光纤,其特点是包层排列有规则或随机分布的波长量级的空气孔。包层中的微结构使得光子晶体光纤能够呈现出许多传统光纤不具备的特性,其在光通信领域具有极大的应用前景。文章从光子晶体的概念出发,概述了光子晶体的特征,通过引入光子晶体光纤的概念,介绍了光子带隙型与全内反射型光子晶体光纤的基本结构及导光原理。同时文章简要分析了带隙型光子晶体光纤的各种主要理论研究方法,并对其做出了相应的评价。     

晶体材料力学性能的热力学微观机理及本构方程的研究I.弹性部分

提出晶体材料力学性能的热力学微观机理 ,推导并得到有关晶体材料力学性能的一些重要关系式。对金属单晶材料的弹性性能及本构关系进行了研究 ,得到的结果和数据与实际现象和试验结果相一致。     

晶体材料力学性能的热力学微观机理及本构方程的研究：Ⅰ.弹？…

提出晶体材料力学性能的热力学微观机理,推导并得到有关晶体材料力学性能的一些重要关系式。对金属单晶材料的弱性性能及本构关系进行了研究,得到的结果和数据与实际现象和试验结果相一致。     

晶体材料力学性能的热力学微观机理及本构方程的研究Ⅰ.弹性部分

提出晶体材料力学性能的热力学微观机理,推导并得到有关晶体材料力学性能的一些重要关系式。对金属单晶材料的弹性性能及本构关系进行了研究,得到的结果和数据与实际现象和试验结果相一致。     

光子晶体光纤的模式分析与色散估算

光子晶体光纤具有较大的负色散,可用于高速长距离光纤通信系统的色散补偿。文中主要讨论了大空气孔光子晶体光纤的模式分析、材料色散、波导色散,以及在通信波长范围内的总色散与芯径变化的规律。并通过计算机仿真,给出了计算结果。     

砷化镓材料技术发展及需求

介绍了HB、LEC、FEC、VCZ、VB、VGF砷化镓单晶炉及生长技术,分析了各种生长技术的优缺点及发展趋势。HB砷化镓多晶合成和单晶生长可以同时完成,生长温度梯度小、位错小、应力小;其缺点为不易生长半绝缘砷化镓单晶材料。LEC法生长过程可见,成晶情况可控,可生长大尺寸、长单晶;其缺点是晶体温度梯度大、位错密度高、应力高、晶体等径控制差。VB/VGF法生长出的单晶位错密度和残留应力比LEC法低,晶体等径好,适合规模生产;其缺点在于容易产生双晶、线性缺陷和花晶,过于依赖生长系统重复性和稳定性。     

晶体光纤研究获重要进展

晶体光纤生长技术是材料科学研究的一种高速、高效、低成本的重要手段。从80年代开始,已成为各国竞相研究的重要课题。 晶体生长设备的技术关键是形成一个温度均匀恒定、空间位置稳定、直径约10μm的高温区,并要求该设备具有生长速度稳定(可调速率)、消除震动之功能。 清华大学无线电电子学系光电子技术教研组承担了国家863高技术晶体光纤研制的重点项目,经过长期努力,于1988年4月建成了独具特色的激光加热小基座法晶体光纤生长设备,生长出直径40μm、长10cm的YAG和A12O3等材料的晶体光纤。该设备用高精密度对称聚焦系统把CO2激光从360°…     

光子晶体光纤光栅谐振波长的特性研究

应用多极法理论和传输矩阵法,对基于包层空气孔为正六边形对称结构的光子晶体光纤的布喇格光栅特性进行了计算和仿真。对比研究了常规单模光纤所成光栅与相同光栅周期的光子晶体光纤布喇格光栅反射谱之间的差异,重点研究了光子晶体光纤的结构参数变化(间隙孔半径、层数)与光子晶体光纤光栅的谐振峰变化规律。当光子晶体光纤的间隙孔半径增大时,光子晶体光纤光栅的谐振波长出现蓝移;当光子晶体光纤的间隙孔径不变而层数增加时,光子晶体光纤光栅的谐振波长出现红移。     

晶体取向对镍基单晶DD6合金蠕变性能的影响

针对航空发动机镍基单晶涡轮叶片高温服役下蠕变寿命的取向敏感性难题，开展了DD6单晶合金［001］、［011］与［111］3种典型取向在980^oC下的蠕变试验，获得了服役温度下单晶合金的蠕变寿命、伸长率，均为［111］取向>［001］取向>［011］取向；通过对蠕变过程中微观组织演化以及蠕变断裂后断口形貌进行分析，揭示了不同取向下单晶合金的蠕变失效机理；基于晶体塑性理论，建立了DD6单晶考虑取向敏感性的粘塑性本构及损伤方程，能够较好地拟合不同晶体取向单晶的蠕变过程，为单晶叶片的强度分析与寿命预测提供参考。