1 天津理工大学材料科学与工程学院功能晶体研究院，天津 300384
2 山东大学晶体材料国家重点实验室，山东 济南 250100
Nd3+离子由于其独特的能级结构，在近红外激光应用方面受到了广泛关注。硅酸镓钙铌（CNGS）晶体作为硅酸镓镧体系的一员，具有较好的力学性能和热学性能。使用提拉法生长了Nd3+掺杂的CNGS晶体，直径为30 mm，等径部分长度为45 mm，并对其折射率、吸收光谱、发射光谱等光学性能进行了表征。使用880 nm泵浦光，沿b向获得了1065 nm的激光输出，泵浦功率为6.69 W时激光输出功率为1.88 W，转换效率为28.1%。
激光光学 晶体生长 提拉法 Ca3NbGa3Si2O14 钕离子 激光 中国激光
2023, 50(22): 2201009
Author Affiliations
Abstract
1 Tianjin Key Laboratory of Functional Crystal Materials, Institute of Functional Crystals, School of Materials Science and Engineering, Tianjin University of Technology, Tianjin 300384, China
2 State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University, Jinan 250100, China
Dysprosium-doped orthorhombic yttrium aluminate ( or Dy:YAP) single crystals were grown by the Czochralski method with a size of . Based on the measurements of spectra and theoretical analysis, the white-light emission was investigated with different doping concentrations. The optimal white emission was achieved at doping concentration of 1.0% under 450 nm excitation. Combining with residual pumping light, the white-light output was successfully obtained with Commission Internationale de l´Eclairage (CIE) coordinates x, y, the color temperature of 4000 K, and the largest fluorescence quantum yield of 46.9%. With the development of the GaN laser diode, the Dy:YAP single crystal has proven applicable in white-light-emitting diodes.
Dy:YAP crystal white-light emitting large crystal growth Chinese Optics Letters
2023, 21(5): 051602
1 山东大学晶体材料国家重点实验室, 济南 250100
2 天津理工大学,功能晶体研究院,天津 300384
自倍频晶体是将激光和非线性光学效应集于一体的一类晶体, 可以实现波长变换、调幅、开关、记忆等功能, 被广泛应用于光电子、光通信、激光等领域。然而现有的Nd∶LiNbO3(Nd∶LN)、Nd∶Na3La9O3(BO3)8(Nd∶NLBO)、Nd∶La2CaB10O19(Nd∶LCB)等晶体由于固有的光折变效应、二次谐波(SHG)输出功率低、光学均匀性差等缺点限制了其进一步的应用, 发展新的激光自倍频晶体具有重要的意义和价值。碳酸钙镁石家族硼酸盐晶体由于具有较大的非线性光学(NLO)系数、不易潮解、优异的光学性能和机械性能等优点, 近几十年来成为人们重点研究的对象。本文从晶体结构、生长方法、性能、发展趋势等方面, 着重介绍了碳酸钙镁石家族REM3(BO3)4(RE为稀土元素La-Lu和Y; M为Al, Ga, Sc)和LaxREyScz(BO3)4(RE=Gd, Y, Nd, Lu, Sm, Tb; x+y+z=3)共取代型硼酸盐非线性光学晶体。对比了不同助熔剂、气氛、方法生长的晶体的紫外(UV)截止边、光学性能、非线性性能的差异。通过改善生长工艺, 进行元素掺杂等可以得到光学性能良好、非线性性能显著、有广泛市场应用前景的自倍频(SFD)晶体。
碳酸钙镁石 非线性光学 助熔剂法 提拉法 紫外截止边 硼酸盐 huntite nonlinear optics flux method Czochralski method UV cut-off edge borate 人工晶体学报
2022, 51(9-10): 1608
山东大学晶体材料国家重点实验室, 济南 250100
闪烁晶体材料一般可用于X射线、γ射线、中子及其他高能粒子的探测。经过100多年的发展, 以闪烁晶体为核心的探测和成像技术已经在核医学、高能物理、安全检查、工业无损探伤、空间物理及核探矿等方面得到了广泛的应用。随着人们对闪烁晶体材料进一步深入的研究和科技的发展, 现今市面上较好的LaBr3∶Ce等卤化物闪烁晶体由于生产成本过高、各向异性及脆性等缺点逐渐不能满足发展的需要, 而钙钛矿型闪烁晶体材料由于其容易被改善的潮解性、低的生产成本、易于调整的生长条件以及良好的闪烁性能, 逐步进入人们的视野。本文从晶体结构、性能、生长方法、发展趋势和应用前景等方面, 着重介绍了ABX3(A+为Cs+, B2+为部分碱土金属离子, X-为非氟卤族元素离子)钙钛矿型闪烁晶体材料和K基钙钛矿结构闪烁晶体材料。最终, 通过掺杂部分稀土元素和改善生长工艺等方法, 即可得到光输出高、能量分辨率好, 且成本较低、可广泛应用于市场的钙钛矿型闪烁晶体。
闪烁晶体 钙钛矿 光输出 能量分辨率 潮解性 生长方法 scintillation crystal perovskite light yield energy resolution deliquescence growth method
1 山东大学，晶体材料国家重点实验室，济南 250100
2 济南大学，前沿交叉科学研究院，济南 250022
3 济南量子技术研究院，济南 250101
4 天津理工大学，功能晶体研究院，天津 300384
铌酸锂晶体具有非线性效应、电光效应、声光效应、光折变效应、压电效应与热释电效应等多种物理特性，在表面声波器件、光电器件、声光器件等方面获得广泛的应用。经历了六十多年的发展，铌酸锂晶体历久弥新，随着材料特性的不断开发，新功能、新器件、新应用层出不穷，尤其是铌酸锂单晶薄膜在薄膜滤波器、集成光电器件等领域的性能具有明显优势，被称为新一代信息和通信技术的关键材料。应用器件的发展正迫切要求基质晶体材料的发展，本文通过简述近年来铌酸锂的新发现、新应用，相应地探讨了铌酸锂晶体未来发展方向。
铌酸锂 单晶薄膜 大尺寸 集成光电器件 lithium niobate single crystal large size integrated photo-electric device
山东大学，晶体材料国家重点实验室，济南 250100
激光是受激辐射的光放大，所辐射的波长取决于增益介质中关键电子的能级结构，特别是其最外层电子的状态决定了可能实现的激光特性。激光发展60年来，激光晶体作为激光的重要激活材料，推动了激光技术的进步和普及，是一个研究历史长而又异常活跃的研究领域。当前，超短超强脉冲激光在加工、医疗、**等关系国计民生的领域有重要需求，适合超短超强激光的激光晶体成为了本领域的研究热点，其关键是揭示最外层电子的影响因素及设计和生长具有宽波段发射性能的激光晶体。本论文从探讨影响激活离子光谱性能的关键因素出发，综述了以本课题组十余年研究的10余种无序激光晶体为主要部分的研究结果和进展，涉及晶体生长、晶体物理、激光器件设计及应用等工作，包含了高级、中级和低级对称性晶体及其获得的最短脉冲激光结果，希望能为本领域的后续研究提供一定的参考和借鉴。
无序激光晶体 超快激光 超短脉冲 非均匀加宽 disordered laser crystal ultrafast laser ultrashort pulse inhomogeneous broadening
1 山东大学晶体材料国家重点实验室, 山东 济南 250100
2 山东大学功能晶体材料及器件教育部重点实验室, 山东 济南 250100
3 泰山学院化学化工与材料学院, 山东 泰安 271000
4 山东大学晶体材料国家重点实验室, 山东 济南 250100'山东大学功能晶体材料及器件教育部重点实验室, 山东 济南 250100
5 山东科技大学材料科学与工程学院, 山东 青岛 266590
采用传统溶液降温法生长了KDP 晶体，利用单光束Z扫描技术对不同取向的KDP晶体在λ=532 nm条件下的非线性折射和非线性吸收性质进行了研究；在皮秒激光脉冲条件下，以KDP晶体的应用为基础，探讨角度与KDP晶体非线性光学参数的关系。在本实验条件下，KDP晶体具有明显的非线性折射现象，而无明显非线性吸收现象，表现出明显的自聚焦效应。相关理论计算得到KDP晶体的非线性折射率γ（n2）和相应的三阶非线性极化率χ(3)k。结果表明:样品的取向对KDP晶体的非线性光学参数γ（n2），χ(3)k的数值具有一定的影响；在相位匹配方向（I类和II类）具有相对较小的非线性光学系数。
非线性光学 非线性光学参数 Z扫描 非线性折射 非线性吸收 极化率 光学学报
2015, 35(s2): s219001
1 中国工程物理研究院 高能激光科学与技术重点实验室， 四川 绵阳 621999
2 中国工程物理研究院 化工材料研究所， 四川 绵阳621999
3 山东大学 晶体材料国家重点实验室， 济南 250100
采用显微硬度计、差热扫描仪等表征手段开展了非线性光学晶体YCOB的硬度及热学等相关性能的测量。结果表明YCOB 晶体在(100)、(010)及(001)三个方向上的硬度的各向异性较小，有利于YCOB晶体的后期加工。其在330 K时的比热容为0.74 J·g-1·K-1，经过计算，其在主轴化方向上的热导率分别为1.74， 2.16及3.08 W·m-1· K-1，具有比较适中的热导率。
非线性光学 YCOB晶体 硬度 热学性能 nonlinear optical YCOB crystal hardness thermal properties 强激光与粒子束
2014, 26(7): 071006
1 中国科学院物理研究所光物理重点实验室, 北京 100190
2 山东大学晶体材料国家重点实验室, 山东 济南 250100
3 北京国科世纪激光技术有限公司, 北京 100192
利用885 nm激光二极管直接抽运Nd:LGS实现了1.47 W的1.06 μm激光输出，光光转换效率为17.9%，斜率效率为21.4%，光束质量因子M2在x和y方向分别为1.10和1.12。实验说明了Nd:LGS是一种优质的适于直接抽运的激光晶体。
激光器 全固态激光器 激光二极管直接抽运 Nd:LGS晶体
1 北京交通大学理学院， 北京 100044
2 中国科学院物理所光物理研究重点实验室， 北京 100190
3 山东大学晶体材料国家重点实验室， 山东 济南 250100
从实验和理论两方面分析了808 nm和885 nm激光二极管(LD)端面抽运Nd∶CNGG 935 nm激光器的热透镜效应。当吸收功率为10 W时，在885 nm LD端面抽运情况下，Nd∶CNGG激光器的热透镜焦距约为808 nm LD端面抽运方式下的6.8倍。同时，利用885 nm LD端面抽运方式，晶体内部的温度梯度更小。利用808 nm和885 nm LD端面抽运方式，在抽运光束腰位置，Nd∶CNGG晶体内部最高温度分别为287.76 K和310.05 K。在抽运端面位置，晶体最高温度分别为285.78 K和317.18 K。相对于同等实验条件下的808 nm抽运方式，885 nm抽运下的Nd∶CNGG 935 nm激光器斜率效率提高了43%(从4.6%提高到6.6%)，阈值降低了8%(从3.31 W下降到3.05 W)。
激光器 885 nm直接抽运 热效应研究 准三能级 中国激光
2012, 39(11): 1102004
