新型可实用化红外非线性光学晶体研究进展 被引量：8

1

作者 李春霄 郭扬武 +2 位作者 李壮 姚吉勇 吴以成 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2019年第10期1799-1813,共15页

红外非线性光学晶体可以变频输出中远红外激光,在国防和民用方面都有重要应用。本文综述了近十年来发现的具有实用前景的新型红外非线性光学材料的研究进展,主要讨论已经获得较大尺寸单晶的新材料。这些晶体具有优秀的综合性能,包括足... 红外非线性光学晶体可以变频输出中远红外激光,在国防和民用方面都有重要应用。本文综述了近十年来发现的具有实用前景的新型红外非线性光学材料的研究进展,主要讨论已经获得较大尺寸单晶的新材料。这些晶体具有优秀的综合性能,包括足够大的非线性光学系数,宽的红外透过范围,合适的双折射,较好的单晶生长习性和稳定的物化性质。本文将从晶体结构、晶体生长、物化性能、红外激光输出等方面进行综述,并对红外非线性光学晶体未来的发展方向做出一定的讨论。 展开更多

关键词 红外非线性光学晶体 晶体结构 晶体生长 激光输出

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大尺寸红外非线性光学晶体LiInS2的生长与性能研究 被引量：3

2

作者 王善朋 陶绪堂 +2 位作者 刘贯东 董春明 蒋民华 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期851-855,共5页

采用高压釜法合成了单相、致密的LiInS2多晶原料,采用改进的Bridgman晶体生长技术进行红外非线性光学晶体LiInS2的生长研究,获得了φ12 mm×40 mm的高质量完整单晶。对所获得的LiInS2晶体进行了组分分析、高分辨X射线衍射、激光损... 采用高压釜法合成了单相、致密的LiInS2多晶原料,采用改进的Bridgman晶体生长技术进行红外非线性光学晶体LiInS2的生长研究,获得了φ12 mm×40 mm的高质量完整单晶。对所获得的LiInS2晶体进行了组分分析、高分辨X射线衍射、激光损伤阈值等测试表征,测试结果表明:晶体存在硫过量和锂不足(NLi∶NIn<1),各组分稍微偏离化学计量比;LiInS2晶体的(040)面的半峰宽为78.84'',表明晶体具有较好的完整性;晶体的激光损伤阈值为109 MW/cm2,有待于通过提高晶体质量和晶体表面的质量来进一步提高。 展开更多

关键词 LiInS2 红外非线性光学晶体 高分辨X射线衍射 激光损伤阈值

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新型红外非线性光学晶体BaGa2GeSe6的生长与器件制备 被引量：2

3

作者 方攀 袁泽锐 +3 位作者 陈莹 尹文龙 姚吉勇 康彬 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2020年第2期193-194,204,共3页

钡镓锗硒(BaGa2GeSe6,BGGSe)晶体是由中国科学家发明的一种性能优异的新型红外非线性光学材料。目前国内未见到关于该晶体的大尺寸制备报道。本研究采用自制的双温区管式炉成功合成出BGGSe多晶,单次合成量达到400 g;采用坩埚下降法生长... 钡镓锗硒(BaGa2GeSe6,BGGSe)晶体是由中国科学家发明的一种性能优异的新型红外非线性光学材料。目前国内未见到关于该晶体的大尺寸制备报道。本研究采用自制的双温区管式炉成功合成出BGGSe多晶,单次合成量达到400 g;采用坩埚下降法生长出大尺寸高质量BGGSe单晶,尺寸为Φ30 mm×90 mm,为国内首次;通过定向、切割和抛光等处理工艺,成功制备出BGGSe晶体器件,为该晶体下一步的应用研究打下了坚实基础。 展开更多

关键词 红外非线性光学晶体 BaGa2GeSe6单晶 坩埚下降法 晶体生长

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磷属化物非线性光学晶体研究进展 被引量：2

4

作者 陈金东 林晨升 叶宁 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2020年第8期1405-1411,共7页

红外非线性光学晶体可以通过频率转换输出中远红外激光,在军事和民用领域都具有重要的应用。硫属化物和磷属化物皆是优秀的中远红外非线性光学材料的候选体系,近二十年来,硫属非线性光学材料得到了广泛研究和应用,然而对磷属非线性光学... 红外非线性光学晶体可以通过频率转换输出中远红外激光,在军事和民用领域都具有重要的应用。硫属化物和磷属化物皆是优秀的中远红外非线性光学材料的候选体系,近二十年来,硫属非线性光学材料得到了广泛研究和应用,然而对磷属非线性光学材料的研究还相当匮乏。本文从新材料探索方面,综述了目前已经报道的磷属非线性光学材料的研究进展,按照晶体结构将其分为三大类,即经典的黄铜矿型结构、同原子键结构以及其他四面体堆积结构。主要讨论了这些化合物的晶体结构、非线性光学性能以及构效关系。最后探讨了磷属红外非线性光学晶体未来的发展方向。 展开更多

关键词 红外非线性光学晶体 磷属化物 中远红外激光 黄铜矿型 同原子键 四面体堆积

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AgGa_(1-x)In_xSe_2单晶的生长研究 被引量：2

5

作者 黄毅 赵北君 +4 位作者 朱世富 刘娟 张建军 朱伟林 徐承福 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期50-53,共4页

采用高纯（99．9999％）Ag、Ga、In和Se单质为原料，按化学计量比富Se0．3-0．5％配料，通过机械振荡和温度振荡相结合的方法合成出单相高致密AgGa1-xInxSe2多晶材料。以此为原料采用布里奇曼法生长出外观完整的尺寸为φ15mm×25mm... 采用高纯（99．9999％）Ag、Ga、In和Se单质为原料，按化学计量比富Se0．3-0．5％配料，通过机械振荡和温度振荡相结合的方法合成出单相高致密AgGa1-xInxSe2多晶材料。以此为原料采用布里奇曼法生长出外观完整的尺寸为φ15mm×25mm的AgGa1-xInxSe：单晶锭（x=0．2）。沿自然显露面对晶体进行了解理和x射线衍射分析，发现该面是（101）面。同时进行了红外透过率测试，其红外透过率为41％。 展开更多

关键词 红外非线性光学晶体 AgGal In Se2 多晶合成 单晶生长 布里奇曼法 X射线衍射

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AgGa_(1-x)In_xSe_2晶体退火改性研究 被引量：1

6

作者 万书权 朱世富 +6 位作者 赵北君 黄毅 朱伟林 徐承福 何知宇 陈宝军 赵国栋 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期52-55,共4页

采用改进布里奇曼法生长出外观完整的AgGa1-xInxSe2（x=0.2）单晶锭,晶体的红外透过率低,不能直接用于红外非线性光学器件制备。采用TA公司生产的SDTQ-600热分析仪进行DSC-TGA测试,发现其熔点为826.69℃,结晶点为750.86℃,总失重约为3.9... 采用改进布里奇曼法生长出外观完整的AgGa1-xInxSe2（x=0.2）单晶锭,晶体的红外透过率低,不能直接用于红外非线性光学器件制备。采用TA公司生产的SDTQ-600热分析仪进行DSC-TGA测试,发现其熔点为826.69℃,结晶点为750.86℃,总失重约为3.9217%。采用同成份粉末源包裹晶体,在抽空封结后进行退火处理。退火处理后晶体的红外透过率有明显改善。在4000 cm^-1～7000 cm^-1范围内红外透过率由原先低于25%改进到高于40%;在750 cm^-1～4000 cm^-1范围的红外透过率由原先低于45%改善到超过50%,在2000 cm^-1～750 cm^-1区域甚至高达60%。结果表明：采用同成分粉末源包裹,在抽空封结后退火处理能有效提高AgGa1-xInxSe2晶体的红外透过率,改善晶体的光学均匀性,退火后的晶体适合红外非线性光学器件制备。 展开更多

关键词 AgGa1-xInxSe2 红外非线性光学晶体 退火处理 差热分析 红外透过率

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AgGa_(1-x)In_xSe_2单晶体生长及结构性能研究 被引量：1

7

作者 黄毅 赵北君 +5 位作者 朱世富 赵国栋 朱伟林 徐承福 万书权 何知宇 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期107-110,共4页

采用改进Bridgman法生长出外观完整的尺寸为Φ15 mm×35 mm的AgGa1-xInxSe2(x=0.2)单晶锭。其晶格常数为a=0.60125 nm,c=1.10243 nm,为黄铜矿结构,与标准PDF卡片(No.35-1095)吻合。X射线粉末衍射谱图的谱峰尖锐,无杂峰,表明得到的Ag... 采用改进Bridgman法生长出外观完整的尺寸为Φ15 mm×35 mm的AgGa1-xInxSe2(x=0.2)单晶锭。其晶格常数为a=0.60125 nm,c=1.10243 nm,为黄铜矿结构,与标准PDF卡片(No.35-1095)吻合。X射线粉末衍射谱图的谱峰尖锐,无杂峰,表明得到的AgGa1-xInxSe2(x=0.2)单晶锭的结晶状态好。对晶锭沿自然显露面解理取样后经X射线衍射发现晶体的自然显露面为(101)面,并观测到{101}晶面族的四级衍射峰,其回摆峰尖锐且半峰宽窄,表明晶体的结晶性完好并且结构完整,同时证实沿(101)晶面自然显露是AgGa1-xInxSe2(x=0.2)晶体生长习性的一种体现。DSC-TG分析表明晶体的熔点和凝固点分别为822.67℃和801.58℃,总失重约为2.027%。 展开更多

关键词 硒铟镓银 红外非线性光学晶体 单晶锭 黄铜矿

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大尺寸红外非线性光学晶体LiInSe2的生长与退火研究

8

作者 熊希希 王世磊 +2 位作者 贾宁 王善朋 陶绪堂 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2020年第8期1499-1504,共6页

硒铟锂(LiInSe2,LISe)晶体在长波红外激光领域有重要应用价值。目前高质量、大尺寸LISe晶体的稳定生长仍然面临挑战,通过气氛退火后处理工艺能够有效提高晶体光学质量。本文采用定向籽晶垂直布里奇曼法,通过精确控制籽晶熔接,实现大尺寸... 硒铟锂(LiInSe2,LISe)晶体在长波红外激光领域有重要应用价值。目前高质量、大尺寸LISe晶体的稳定生长仍然面临挑战,通过气氛退火后处理工艺能够有效提高晶体光学质量。本文采用定向籽晶垂直布里奇曼法,通过精确控制籽晶熔接,实现大尺寸(∅40 mm×60 mm)LISe晶体的批量稳定制备,为目前国际上报道的最大尺寸LISe晶体。另外,系统探索了LISe晶体的退火工艺,研究表明在740℃、LISe本征气氛下退火150 h,可以明显提高LISe晶体器件光学质量。 展开更多

关键词 红外非线性光学晶体 硒铟锂单晶 垂直布里奇曼法 晶体生长 晶体退火

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加速坩埚旋转下降技术生长LiInS_2晶体 被引量：1

9

作者 王善朋 陶绪堂 +2 位作者 董春明 焦正波 蒋民华 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期8-13,共6页

本论文采用新的合成方法—高压釜法,利用高纯单质Li(3N)、In(4N)、S(sublimed)为原料,在1120℃下合成了单相、致密的LiInS2多晶料,并对其做了XRD表征。对传统的Bridgman-Stockbarger生长技术进行了改进,实现了加速坩埚旋转下降技术(ACR... 本论文采用新的合成方法—高压釜法,利用高纯单质Li(3N)、In(4N)、S(sublimed)为原料,在1120℃下合成了单相、致密的LiInS2多晶料,并对其做了XRD表征。对传统的Bridgman-Stockbarger生长技术进行了改进,实现了加速坩埚旋转下降技术(ACRT),从而获得了较大尺寸的红外非线性光学晶体LiInS2,并对晶体的结构进行了表征。 展开更多

关键词 高压釜法 LiInS2 加速坩埚旋转技术(ACRT) 红外非线性光学晶体

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新型红外非线性光学晶体SrCdGeSe4生长与性质表征

10

作者 陈莹 袁泽锐 +4 位作者 方攀 谢婧 张羽 尹文龙 康彬 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2020年第8期1505-1508,共4页

锶镉锗硒(SrCdGeSe 4)晶体是近期被发现的一种性能优异的新型红外非线性光学材料。本研究采用自制的双温区管式炉成功合成出SrCdGeSe 4多晶,单次合成量达到300 g;采用坩埚下降法首次生长出SrCdGeSe 4单晶,尺寸为∅27 mm×80 mm;通过... 锶镉锗硒(SrCdGeSe 4)晶体是近期被发现的一种性能优异的新型红外非线性光学材料。本研究采用自制的双温区管式炉成功合成出SrCdGeSe 4多晶,单次合成量达到300 g;采用坩埚下降法首次生长出SrCdGeSe 4单晶,尺寸为∅27 mm×80 mm;通过定向、切割和抛光等程序,得到几个不同尺寸的定向SrCdGeSe 4晶片,选取一片8×8×2 mm^3双面抛光(110)晶片测试了摇摆曲线、红外透过光谱和激光损伤阈值。结果显示:(220)摇摆曲线半峰宽为44.8″,该晶体的短波透过截止边为596 nm,且在1~14μm波长范围内透过率超过68%;另外,晶体在Nd∶YAG脉冲激光,脉宽5 ns,重复频率1 Hz,光斑直径0.15 mm测试条件下,激光损伤阈值为530 MW/cm^2。 展开更多

关键词 红外非线性光学材料 SrCdGeSe 4单晶 坩埚下降法 单晶生长 性质表征

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ZnGeAs_2多晶合成与表征

11

作者 钟义凯 赵北君 +5 位作者 何知宇 黄巍 陈宝军 朱世富 杨登辉 冯波 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期393-397,共5页

ZnGeAs_2是黄铜矿结构的三元化合物半导体材料,在红外非线性光学方面有重要应用前景。本文探讨了ZnGeAs_2多晶的形成途径和合成机理,报道了一种ZnGeAs_2多晶合成方法。以高纯(6N)Zn、Ge、As单质为原料,按化学计量比,富Zn1‰和As2‰配料... ZnGeAs_2是黄铜矿结构的三元化合物半导体材料,在红外非线性光学方面有重要应用前景。本文探讨了ZnGeAs_2多晶的形成途径和合成机理,报道了一种ZnGeAs_2多晶合成方法。以高纯(6N)Zn、Ge、As单质为原料,按化学计量比,富Zn1‰和As2‰配料,采用双温区合成方法,辅以机械、温度振荡和梯度降温的合成工艺,合成出均匀致密的单相ZnGeAs_2多晶。经XRD和EDS分析表明:合成产物为黄铜矿结构的单相ZnGeAs_2多晶,晶胞常数为a=b=0.56745 nm,c=1.11580 nm,与标准PDF卡片(No.730397)一致;各组成元素的原子比Zn∶Ge∶AS=1.00∶0.98∶1.95,接近理想化学计量比。上述分析结果表明,合成产物可用于ZnGeAs_2单晶生长,为进一步研究ZnGeAs_2晶体的非线性光学性能和应用奠定了较好的基础。 展开更多

关键词 红外非线性光学晶体 砷锗锌 多晶合成 双温区合成方法

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中远红外非线性光学晶体AgGaS_2、AgGaSe_2和AgGa_(1-x)In_xSe_2研究进展 被引量：8

12

作者 赵北君 朱世富 +1 位作者 何知宇 陈宝军 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第S1期74-79,共6页

综合报道了本实验室关于黄铜矿类I-III-VI2型系列晶体的研究进展。采用两温区气相输运温度振荡法合成出高纯、单相、致密的多晶材料,在三温区立式炉中用坩埚旋转下降法生长出AgGaS2、AgGaSe2和AgGa1-xInxSe2等系列单晶体,X射线单晶衍射... 综合报道了本实验室关于黄铜矿类I-III-VI2型系列晶体的研究进展。采用两温区气相输运温度振荡法合成出高纯、单相、致密的多晶材料,在三温区立式炉中用坩埚旋转下降法生长出AgGaS2、AgGaSe2和AgGa1-xInxSe2等系列单晶体,X射线单晶衍射谱和回摆谱表明晶体的结晶性好,结构完整;红外透过率接近理论值,吸收系数低于0.017 cm-1,表明生长的晶体光学质量高。研究出一种新的能对AgGa1-xInxSe2晶体(112)晶面进行择优腐蚀的腐蚀剂:(30 g CrO3+10 mL H2O)∶H4PO4(85%)∶HNO3(65～68%)∶HF(40%)=10∶10∶10∶2(体积比),在60℃下腐蚀40 min,能够清晰地显示出AgGa1-xInxSe2晶体(112)面取向一致的三角形腐蚀坑,边界清晰,蚀坑密度大约为105/cm2数量级。采用自行研制的晶体定向切割新方法,加工出AgGa1-xInxSe2-OPO器件,获得了3～5μm的激光输出,光-光转换效率达21%。 展开更多

关键词 中远红外非线性光学晶体 AGGAS2 AgGaSe2 AgGa1-xInxSe2 多晶合成 单晶生长 OPO

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大口径超低吸收系数中红外磷锗锌晶体与器件制备 被引量：3

13

作者 袁泽锐 窦云巍 +3 位作者 方潘 陈莹 尹文龙 康彬 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期240-243,共4页

光参量振荡(OPO)技术是目前实现全固态可调谐高功率3~5μm中红外激光的主流方案,其核心是红外非线性光学晶体,晶体品质决定红外激光功率水平。磷锗锌(ZnGeP_(2),ZGP)晶体性能优异,被称为“中红外非线性光学晶体之王”,但在0.7~2.2μm附... 光参量振荡(OPO)技术是目前实现全固态可调谐高功率3~5μm中红外激光的主流方案,其核心是红外非线性光学晶体,晶体品质决定红外激光功率水平。磷锗锌(ZnGeP_(2),ZGP)晶体性能优异,被称为“中红外非线性光学晶体之王”,但在0.7~2.2μm附近存在异常的光学吸收带,这阻碍了ZGP OPO功率的进一步提升。针对这一问题,采用自制的梯度冷凝炉,结合超低梯度冷凝技术,生长出3.8~5.0 cm大尺寸ZGP单晶,通过定向、切割、退火、抛光、镀膜等处理后,成功实现了多种规格OPO器件的生产,最大器件尺寸达30 mm×30 mm×40 mm,器件在波长2.09μm和1.064μm处的吸收系数分别低至0.015 cm^(-1)和0.4 cm^(-1)。采用单块超低吸收ZGP OPO器件,实现了3~5μm高功率中红外激光输出,功率达107 W,斜率效率为75%,光光效率为61.8%,光束质量(M^(2))为3.1左右。 展开更多

关键词 激光技术 中红外非线性光学晶体 ZnGeP_(2)单晶 超低梯度冷凝法 高功率中红外激光

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大尺寸ZnGeP2单晶生长与大尺寸晶体器件制备 被引量：3

14

作者 袁泽锐 窦云巍 +3 位作者 陈莹 方攀 尹文龙 康彬 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2020年第8期1491-1493,共3页

磷锗锌(ZnGeP2,ZGP)晶体是一种性能十分优异的中红外非线性光学材料。本研究采用自制的双温区管式炉成功合成出高纯ZGP多晶,单次合成量达到600 g;采用超微梯度水平冷凝法(0.5~1℃/cm)成功生长出55 mm×30 mm×160 mm的大尺寸ZG... 磷锗锌(ZnGeP2,ZGP)晶体是一种性能十分优异的中红外非线性光学材料。本研究采用自制的双温区管式炉成功合成出高纯ZGP多晶,单次合成量达到600 g;采用超微梯度水平冷凝法(0.5~1℃/cm)成功生长出55 mm×30 mm×160 mm的大尺寸ZGP单晶;通过工艺优化、定向、切割、退火、抛光和高能束流辐照等处理工艺,成功实现大口径(12 mm×12 mm×50 mm)ZGP晶体器件制备,器件在2.09μm的吸收系数仅为0.03 cm^-1,可以用于大能量和高平均功率红外激光输出。 展开更多

关键词 中红外非线性光学晶体 ZnGeP2单晶 水平梯度冷凝法 晶体生长

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新型红外非线性光学晶体LiGaTe_2的多晶合成与晶体生长 被引量：3

15

作者 王善朋 刘贯东 +5 位作者 施琼 张国栋 阮华棚 高泽亮 董春明 陶绪堂 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期822-827,共6页

采用直接合成方法无法得到纯相的碲镓锂(LiGaTe2)多晶原料,因此提出了两步合成法进行LiGaTe2多晶原料合成,即先合成二元相Ga2Te3,再以Ga2Te3、Li、Te为原料按化学计量比配料在较低温度(850℃)下合成纯相的碲镓锂多晶料,并对具体的反应... 采用直接合成方法无法得到纯相的碲镓锂(LiGaTe2)多晶原料,因此提出了两步合成法进行LiGaTe2多晶原料合成,即先合成二元相Ga2Te3,再以Ga2Te3、Li、Te为原料按化学计量比配料在较低温度(850℃)下合成纯相的碲镓锂多晶料,并对具体的反应机理进行了讨论。对所得碲镓锂多晶料进行了XRD分析,结果显示合成的多晶为单相高纯LiGaTe2。差示扫描量热分析(DSC)表明,LiGaTe2的熔点为674.78℃。初步开展了LiGaTe2晶体的生长研究,对晶体生长结果进行了探讨。 展开更多

关键词 碲镓锂 多晶合成 晶体生长 中红外非线性光学晶体

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部分硫/硒(S/Se)红外非线性晶体原料的快速合成方法研究 被引量：1

16

作者 倪友保 戚鸣 +3 位作者 吴海信 黄昌保 王振友 张春丽 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期853-858,共6页

含有硫/硒（S/Se）元素的部分化合物在现有中红外非线性晶体材料中占据相当重要的地位。高纯多晶原料是生长优质S/Se光学晶体的基础,但常规合成方法存在周期长、数量少等缺点。为此,针对部分S/Se化合物,我们对传统的合成方法进行优化、... 含有硫/硒（S/Se）元素的部分化合物在现有中红外非线性晶体材料中占据相当重要的地位。高纯多晶原料是生长优质S/Se光学晶体的基础,但常规合成方法存在周期长、数量少等缺点。为此,针对部分S/Se化合物,我们对传统的合成方法进行优化、改进,实现GaSe,AgGaSe2,AgGaGeS4,AgGaGe5Se12等的快速合成,单次合成原料200-300g,合成周期小于48h,经过粉末衍射（XRD）测试表明合成的原料质量较好,能够生长出较大尺寸单晶。文中对快速合成方法的机理、存在的问题等也进行了相关讨论。 展开更多

关键词 硫/硒化合物 多晶合成 中红外非线性光学晶体

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红外非线性光学晶体硒镓银的生长及性质观测

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作者 朱世富 赵北君 +3 位作者 刘军 李正辉 江洪安 李伟堂 《应用科学学报》 CAS CSCD 1996年第4期437-440,共4页

用改进的布里奇曼法在两温区立式炉中生长出２０×５５ｍｍ硒镓银单晶体．晶体外观无裂纹，完整性好．将晶体沿（１０１）面解理，加工制成１０ｍｍ×１０ｍｍ×９ｍｍ测试样品，在红外显微镜下观察，晶体内部均匀，包裹体... 用改进的布里奇曼法在两温区立式炉中生长出２０×５５ｍｍ硒镓银单晶体．晶体外观无裂纹，完整性好．将晶体沿（１０１）面解理，加工制成１０ｍｍ×１０ｍｍ×９ｍｍ测试样品，在红外显微镜下观察，晶体内部均匀，包裹体及其它缺陷较少．晶体红外透射率在１０．６μｍ附近达６２％．吸收系数为０．０５ｃｍ－１．并对晶体热蚀坑和腐蚀条纹进行了扫描电镜观察． 展开更多

关键词 红外光学材料 AgGaSe晶体 生长 化合物半导体

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