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受激拉曼散射是一种重要的非线性光学效应,近年来,借助于受激拉曼效应可以获得从近红外到紫外波段的各种波长激光输出,尤其可用以产生雷达测量、医疗、遥感和海洋探测方面有着重要应用黄橙激光和人眼安全激光,拉曼位移激光器的研究成为激光技术发展的一个热点。受激拉曼散射是一种三阶非线性效应,固体、液体和气体都可以作为工作物质,其中采用拉曼激光晶体制作的全固态激光器具有体积小、增益和可靠性高等特点,使得寻找具有优良的拉曼激光性能的激光材料成为这一领域的焦点。纯的钼酸盐和钨酸盐均为很好的拉曼材料。BaWO4, SrWO4和BaMoO4均已被证明是稳定有效的拉曼增益晶体,采用纳秒脉冲和皮秒脉冲激光作为光源在这些晶体中均已获得较高的拉曼增益。BaWO4晶体是一种已被广泛研究的优良拉曼晶体,与BaWO4相比,SrWO4晶体的热导率较大,热膨胀的各向异性低,是一种优良的拉曼位移晶体。在钼酸盐中,具有白钨矿结构的BaMoO4是一种优良的拉曼位移晶体,其拉曼模式具有窄而均匀的线宽(在300K 2.2cm-1处ΔνR=1.6)。和BaMoO4同系的SrMoO4同样具有白钨矿结构,近年来,有关于Er3+,Tm3+,Ho3+离子掺杂SrMoO4晶体的光学性质以及发光X射线的报道,Basiev和Ma et.al证实这些材料具有很好的拉曼增益系数。但是,单晶SrMoO4的晶体生长却鲜有报道,在本工作前未见大尺寸高质量晶体的生长和基本性质的工作。本论文较系统地研究了SrMoO4晶体的生长、结构、缺陷以及基本性质,并获得了SrMoO4晶体的连续拉曼黄光输出。(一) SrMoO4晶体生长采用高纯的SrCO3和MoO3通过固相反应合成了SrMoO4晶体生长的多晶料,利用提拉法生长SrMoO4晶体的要求,根据晶体生长规律讨论并研究了SrMoO4晶体的生长条件,调整和确定了晶体生长温场和工艺,采用a-向和c-向籽晶生长了大尺寸,高光学质量的SrMoO4单晶。(二)SrMoO4晶体的结构和缺陷研究(1)采用X射线粉末衍射(XRD)确认以a-向和c-向生长的单晶均为SrMoO4晶体。晶体属四方晶系,4/m点群,141/a空间群。利用所得衍射峰的数据计算得到晶格常数分别为a=b=5.401A,c=12.040A,与SrMoO4晶体的JCPDS数据符合的也非常好。(2)采用高分辨X射线衍射和化学腐蚀法对SrMoO4晶体的生长质量及缺陷进行了研究,高分辨X射线衍射结果表明:SrMoO4晶体有较好的均匀性,但是残余应力造成的衍射峰的变化。选取8mol/L的HN03作为腐蚀剂,对双面抛光4x4x2mm3的SrMoO4晶体进行腐蚀,结果表明:晶体中的主要缺陷为位错、晶界和包裹体,由于晶片取自晶体的肩部,因此晶体肩部属于位错密集的区域,探讨了行程缺陷的原因,为生长高质量晶体提供了依据。(三)SrMoO4晶体的基本物理性质测量了SrMoO4晶体的密度和热学基本数据,包括晶体的的热膨胀、热扩散、比热和热导率。(1)采用浮力法测量了晶体的密度,测得的晶体的平均密度为4.668g/cm3;(2)采用热机械分析仪(TMA)测量了SrMoO4晶体的热膨胀系数。结果表明晶体a-向和c-向的热膨胀系数随着温度的升高呈线性增加,晶体的a-向的热膨胀率要远小于c向晶体的热膨胀率,随着温度的升高两者的差异增大。(3)采用高温差热-热重连用仪(NETZSCH STA 449C)在25℃-300℃温度范围内定压条件下测量了SrMoO4晶体的比热。结果表明比热与温度呈线性关系,其中25℃时晶体的比热为0.41Jg-1K-1,300℃时的比热为0.69Jg-1K-1。(4)采用激光脉冲法测得SrMoO4的热扩散系数。发现在不同温度下SrMoO4晶体沿着a-向和c-向的热扩散系数不同,在300K时λ11=1.27mm2/s和λ33=12.8mm2/s而在560K时λ11=0.85mm2/s和λ33=0.81mm2/s,同一温度下不同方向的SrMoO4晶体的热扩散系数也是不同,a-向晶体热扩散系数始终比c-轴晶体的大。结合实验中测得的定压比热,密度,热扩散系数等数据,在303K时计算得到了SrMoO4晶体沿a-向和c-向的热导率分辨为2.60W.m-1.K-1和2.65W.m-1.K-1;在550K时,分别为2.60W.m-1.K-1和2.70W.m-1.K-1,晶体中的a-向的热导率始终高于c-向;在303K-550K中的热导率变化不大。(5)实验采用IR-Vis-UV分光光度计(Hitachi U-3500)测量了SrMoO4晶体在室温下的透过光谱。波长范围为305-3000nm覆盖了紫外、可见和近红外等波段,透射率高于80%。(四)晶体的激光和受激拉曼散射研究室温下采用Jobin-Yvon Model T64000波谱仪测量晶体的拉曼光谱,并对SrMoO4晶体的拉曼峰进行了指认,为进一步详细的研究SrMoO4晶体的相关拉曼性质做好了准备。我们首次报到了采用LD泵浦SrMoO4晶体的连续拉曼激光,采用直径为200μm,25W光纤耦合二极管作为泵浦源,其中心发射波长为880nm,1063nm和1173nm反射膜的Nd:GdVO4激光晶体,以LBO晶体作为倍频晶体在第一斯托克斯情况下,波长分别是1173.5nm和586.8nm,最大的第一斯托克斯激光输出时为2.18W,其光转换效率是8.7%,最大的黄光输出时3.1W。实验结果表明,SrMoO4是一种非常好的拉曼散射晶体材料可获得高功率连续近红外斯托克斯波长和黄光输出。