论文部分内容阅读
磷酸钛氧钾(KTiOPO4，KTP)晶体是一种性能优良的非线性光学材料。该晶体具有较高的倍频转化效率及抗激光损伤阈值，较大的非线性系数，稳定的物理化学性能，成本低廉等优点，但是所采用的自助溶剂磷酸盐体系较易聚合而使熔液粘度较大，在生长过程中极易出现自发结晶，TiO2粉体在高温下不能完全熔化所造成的晶体中散射颗粒的存在以及“灰迹”现象，限制了其在高平均功率的激光体系中的应用。
基于此，本论文研究了顶部籽晶法生长KTP晶体，并对KTP晶体的性能进行了研究。主要工作如下：
1.用液相合成原料和固相合成原料生长了高品质高性能的KTP晶体，尺寸分别为21×38×23mm3，16×33×21 mm3。液相法合成的原料粒径在50 nm-1μm，分布均匀，固相法混合的原料粒径为10-100μm，分布不均匀。溶质KTP在K8中的溶解度液相法要高于固相法。液相原料生长的KTP缺陷是固相法的三分之一，并且散射颗粒远少于固相法。对于1064nm，532nm波长的弱吸收，液相法合成原料生长的KTP晶体分别为50ppm和14000ppm，而固相合成原料生长的为110ppm和26000ppm。液相合成原料生长的KTP晶体(a)的损伤阈值为l4J/cm2，固相合成原料生长的KTP晶体(b)的损伤阈值为10J/cm2。采用液相法合成原料生长晶体能显著提高晶体性能。
2.采用顶部籽晶法，以K8P6O19-PbO助熔剂生长了KTiOPO4(KTP)晶体。晶体中掺入0.0825mol％的Pb2+，透过性能较好。在1064nm，532nm波长的弱吸收分别为227-315ppm和9000-10000ppm，抗光损伤阈值为18 J/cm2，4mm长的晶体最高输出功率为14.0W。相较于K8P6O19助熔剂生长的晶体，该晶体具有抗“灰迹”性能，对532nm波长弱吸收降低，抗激光损伤阈值、输出功率提高。
3.采用共沉淀法合成了YAG：Ce荧光粉，研究了煅烧温度对其形貌，粒径，亮度的影响，BaF2、H38O3、CaCO3作为助熔剂对粉体的影响，以及比较了SiO2和SiC对粉体发光亮度的影响。随着煅烧温度的升高，粒径增大，亮度提高；H38O3为助熔剂时发光性能较好；添加SiO2和SiC能提高粉体发光强度。采用共沉淀-流变相法合成了YAG：Ce荧光粉，研究了煅烧温度和改变流变相溶剂种类(C2H6O，C2H4O2，C2H2O4，C6H8O7，NH3-H2O)的影响。当采用乙酸做溶剂时，1200℃出现立方状颗粒，颗粒粒径随着煅烧温度升高而增大；改变流变相的溶剂种类能改变立方状颗粒出现的比例。