紅外非線性光學晶體CdSiP 2 的合成、生長及缺陷研究
發(fā)布時間:2021-09-18 12:34
中遠紅外相干源在紅外探測、紅外醫(yī)療、紅外對抗等軍事領域和民用領域均有著廣泛的應用。采用非線性光學晶體對現(xiàn)有的成熟激光進行非線性變頻是中紅外激光產(chǎn)生的重要途徑之一。紅外非線性光學(IR-NLO)晶體是器件制作的關鍵材料。近幾十年來,包括 AgGaSe2、AgGaS2、ZnGeP2(ZGP)、CdGeAs2、CdSiP2(CSP)在內(nèi)的黃銅礦半導體因其獨特的物理性質,受到科研工作者的廣泛關注。其中,CdSiP2具有紅外透過范圍寬、非線性光學系數(shù)大、雙折射適宜、熱導率高、硬度大、抗光損傷閾值高等優(yōu)異性質,同時CdSiP2晶體在1064 nm處雙光子吸收(TPA)很小,是可以用1064 nm的激光泵浦,輸出6.0 μm以上可調(diào)諧激光的非線性系數(shù)最大的紅外光學材料。CdSiP2晶體獨特的光學特性,以及較高的硬度(9.3 GPa)和良好的熱導率(13.6 Wm-1K-1),使其在中遠紅外激光領域有重要的應用潛力。本論文針對CdSiP2晶體的多晶合成、單晶生長以及缺陷表征開展系統(tǒng)研究,主要內(nèi)容包括:(1)綜述了磷族和硫族三元化合物單晶體的性能特點及發(fā)展趨勢,并詳細介紹了布里奇曼法晶體生長技術,系統(tǒng)地...
【文章來源】:山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-3?(a)?VB法(b)?HGF法生長的CdSiP2晶體??1.2.3長波紅外用硫族化合物??I-III-VI2型硫族化合物在中遠紅外區(qū)域透過范圍寬,透過性良好,并可構建??
tin?Petrov等[113】己經(jīng)能夠生長出尺寸為030x100??mm3的大尺寸、高質量LiInSe2單晶。國內(nèi),山東大學[47,114]于2014年率先開展??了?LiInSe2晶體生長工作,生長出尺寸為012x30?mm3高質量單晶,并對生長晶??體進行結構解析和熱學性質測試。2015年,哈爾濱工業(yè)大學[U5]生長出尺寸為??020x70?mm3的LiInSe2晶體,生長的晶體表面存在很多氣泡。2018年,西北工??業(yè)大學_生長出尺寸為020x70?mm3的LiInSe2晶體。圖1-4為垂直布里奇曼法??生長出的LiInSe2晶體。??B—??Optimization??H?Optfmization?031?mm??G_h?|??圖1*4?(a)?Valentin?Petrov等生長的LISe晶體,(b)山東大學生長的LISe晶體??BaGa4Se7(BGSe)、BaGa2GeSe6(BGGSe)晶體是由我國研宄者最先開發(fā)的兩種??7??
山東大學碩士學位論文??應用于長波紅外的新型紅外非線性光學晶體。83〇34367屬于單斜晶系,空間??群,中國科學院理化技術研宄所姚吉勇研宄員最早生長出了?BGSe晶體[117],圖??1-5為其生長出的晶體,BGSe晶體的非線性光學性能及其在紅外光學頻率轉換??器件方面的應用有待進一步的研宄。??婦?^?費知*?__丨1%??、?J??卿,-#叫V'l.v、分、??圖1-5姚吉勇研究員生長出的BGSe晶體??BaGa2GeSe6(BGGSe)晶體是尹文龍等[118]在2012年報道的具有紅外非線性效??應的化合物,屬于三方晶系A3空間群,與BGSe相比具有更高的對稱性,有利??于晶體的定向等后期加工。該晶體熔點低(880?°C)、非線性系數(shù)大W?=66?pm/V)、??透過范圍寬(0.5-18嘩)、雙折射適中(0.08-0.11)激光損傷閾值高(110?MW/cm2),??可直接使用Nd:?YAG激光器泵浦實現(xiàn)激光輸出,在紅外變頻方面有重要的應用??潛力[5G’U9]。圖1-6為中國工程物理研宄院尹文龍等生長的BGGSe的晶體及加工??出的BGGSe-OPO器件。??BHI?.?M?h??E.?CIIm??圖1-6中國工程物理研宄院生長的BGGSe的晶體及加工出的BGGSe-OPO器件??8??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]機載定向紅外對抗系統(tǒng)的中波紅外激光器及關鍵技術[J]. 張元生,徐亮,陳方,邊栓成,蔡猛. 電光與控制. 2017(05)
[2]磷硅鎘的差熱分析與晶體生長(英文)[J]. 楊輝,朱世富,趙北君,何知宇,陳寶軍,吳圣靈,吳敬堯,孫寧. 稀有金屬材料與工程. 2015(11)
[3]新型硫族化合物在中紅外非線性光學晶體方面研究進展[J]. 尹文龍,康彬,鄧建國. 強激光與粒子束. 2014(07)
[4]CdSiP2單晶生長及防爆工藝研究[J]. 吳圣靈,趙北君,朱世富,何知宇,陳寶軍,楊輝,王小元,孫寧. 人工晶體學報. 2014(03)
[5]紅外非線性光學晶體研究進展[J]. 張國棟,王善朋,陶緒堂. 人工晶體學報. 2012(S1)
[6]基于量子級聯(lián)激光器的氣體檢測系統(tǒng)的發(fā)展與應用[J]. 溫志渝,王玲芳,陳剛. 光譜學與光譜分析. 2010(08)
[7]一種新型制備紅外非線性晶體AgGaS2的方法[J]. 吳海信,黃飛,倪友保,王振友,毛明生,程干超. 人工晶體學報. 2010(S1)
[8]雙溫區(qū)合成法制備ZnGeP2多晶材料(英文)[J]. 王猛,楊春暉,雷作濤,夏士興,孫亮. 硅酸鹽學報. 2009(11)
[9]磷鍺鋅(ZnGeP2)單晶體生長研究[J]. 趙欣,朱世富,趙北君,楊慧光,孫永強,程江,陳寶軍,何知宇. 四川大學學報(工程科學版). 2008(06)
[10]兩溫區(qū)氣相輸運溫度振蕩法合成AgGaS2多晶材料[J]. 張建軍,朱世富,趙北君,王瑞林,李一春,陳寶軍,黎明,劉娟. 四川大學學報(工程科學版). 2005(04)
本文編號:3400147
【文章來源】:山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-3?(a)?VB法(b)?HGF法生長的CdSiP2晶體??1.2.3長波紅外用硫族化合物??I-III-VI2型硫族化合物在中遠紅外區(qū)域透過范圍寬,透過性良好,并可構建??
tin?Petrov等[113】己經(jīng)能夠生長出尺寸為030x100??mm3的大尺寸、高質量LiInSe2單晶。國內(nèi),山東大學[47,114]于2014年率先開展??了?LiInSe2晶體生長工作,生長出尺寸為012x30?mm3高質量單晶,并對生長晶??體進行結構解析和熱學性質測試。2015年,哈爾濱工業(yè)大學[U5]生長出尺寸為??020x70?mm3的LiInSe2晶體,生長的晶體表面存在很多氣泡。2018年,西北工??業(yè)大學_生長出尺寸為020x70?mm3的LiInSe2晶體。圖1-4為垂直布里奇曼法??生長出的LiInSe2晶體。??B—??Optimization??H?Optfmization?031?mm??G_h?|??圖1*4?(a)?Valentin?Petrov等生長的LISe晶體,(b)山東大學生長的LISe晶體??BaGa4Se7(BGSe)、BaGa2GeSe6(BGGSe)晶體是由我國研宄者最先開發(fā)的兩種??7??
山東大學碩士學位論文??應用于長波紅外的新型紅外非線性光學晶體。83〇34367屬于單斜晶系,空間??群,中國科學院理化技術研宄所姚吉勇研宄員最早生長出了?BGSe晶體[117],圖??1-5為其生長出的晶體,BGSe晶體的非線性光學性能及其在紅外光學頻率轉換??器件方面的應用有待進一步的研宄。??婦?^?費知*?__丨1%??、?J??卿,-#叫V'l.v、分、??圖1-5姚吉勇研究員生長出的BGSe晶體??BaGa2GeSe6(BGGSe)晶體是尹文龍等[118]在2012年報道的具有紅外非線性效??應的化合物,屬于三方晶系A3空間群,與BGSe相比具有更高的對稱性,有利??于晶體的定向等后期加工。該晶體熔點低(880?°C)、非線性系數(shù)大W?=66?pm/V)、??透過范圍寬(0.5-18嘩)、雙折射適中(0.08-0.11)激光損傷閾值高(110?MW/cm2),??可直接使用Nd:?YAG激光器泵浦實現(xiàn)激光輸出,在紅外變頻方面有重要的應用??潛力[5G’U9]。圖1-6為中國工程物理研宄院尹文龍等生長的BGGSe的晶體及加工??出的BGGSe-OPO器件。??BHI?.?M?h??E.?CIIm??圖1-6中國工程物理研宄院生長的BGGSe的晶體及加工出的BGGSe-OPO器件??8??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]機載定向紅外對抗系統(tǒng)的中波紅外激光器及關鍵技術[J]. 張元生,徐亮,陳方,邊栓成,蔡猛. 電光與控制. 2017(05)
[2]磷硅鎘的差熱分析與晶體生長(英文)[J]. 楊輝,朱世富,趙北君,何知宇,陳寶軍,吳圣靈,吳敬堯,孫寧. 稀有金屬材料與工程. 2015(11)
[3]新型硫族化合物在中紅外非線性光學晶體方面研究進展[J]. 尹文龍,康彬,鄧建國. 強激光與粒子束. 2014(07)
[4]CdSiP2單晶生長及防爆工藝研究[J]. 吳圣靈,趙北君,朱世富,何知宇,陳寶軍,楊輝,王小元,孫寧. 人工晶體學報. 2014(03)
[5]紅外非線性光學晶體研究進展[J]. 張國棟,王善朋,陶緒堂. 人工晶體學報. 2012(S1)
[6]基于量子級聯(lián)激光器的氣體檢測系統(tǒng)的發(fā)展與應用[J]. 溫志渝,王玲芳,陳剛. 光譜學與光譜分析. 2010(08)
[7]一種新型制備紅外非線性晶體AgGaS2的方法[J]. 吳海信,黃飛,倪友保,王振友,毛明生,程干超. 人工晶體學報. 2010(S1)
[8]雙溫區(qū)合成法制備ZnGeP2多晶材料(英文)[J]. 王猛,楊春暉,雷作濤,夏士興,孫亮. 硅酸鹽學報. 2009(11)
[9]磷鍺鋅(ZnGeP2)單晶體生長研究[J]. 趙欣,朱世富,趙北君,楊慧光,孫永強,程江,陳寶軍,何知宇. 四川大學學報(工程科學版). 2008(06)
[10]兩溫區(qū)氣相輸運溫度振蕩法合成AgGaS2多晶材料[J]. 張建軍,朱世富,趙北君,王瑞林,李一春,陳寶軍,黎明,劉娟. 四川大學學報(工程科學版). 2005(04)
本文編號:3400147
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