一、新型激光基质晶体BaY_2F_8结晶习性的探索（论文文献综述）
王新宇[1]（2021）在《稀土掺杂氟化钇钡激光晶体生长及性能研究》文中提出稀土掺杂氟化物晶体由于其低声子能量和优异的发光性能,广泛地应用于通讯、遥感、测距等领域,自发现以来,一直是激光晶体材料的研究热点之一。通过这些晶体材料获得典型的波段输出,如2.0μm、2.9μm等,具有更广泛、更重要的应用。目前常用的晶体生长方法主要有提拉法（Cz）、下降法（B-S法）和温度梯度法（TGT）等,对于结构对称性低、性能优异的晶体,获得尺寸大、质量高、具有多波段发射的稀土掺杂氟化物晶体则具有重要的意义。本文利用Ho3+离子丰富的能级结构以及在红外波长范围具有多波段发射的潜力,再引入敏化离子和退敏化离子来调节晶体发射波长,优化光学性能。一方面,研究晶体生长参数、晶体结构和晶体密度等性能;另一方面,系统地研究不同离子掺杂晶体的物相结构、光谱参数以预测晶体的激光性能,具体的工作包括以下几点:1)采用共沉淀法和气氛烧结炉等设备成功制备了高纯度Re,Ho:BaY2F8晶体生长料,最佳烧结温度为650℃,烧结时间为2.5 h。结合界面理论,相变驱动力理论和固液界面形状的理论分析,优化了下降炉温场的温度梯度参数以及晶体生长参数。利用自主设计的坩埚下降炉成功培育了氟化钇钡籽晶,并以0.2-0.5 mm/h的坩埚下降速度制备了不同系列的Re,Ho:BaY2F8晶体。2)基于889 nm激光源与Ho3+离子5I5能级相匹配的特点,直接泵浦3.9μm（5I5→5I6）辐射跃迁的上能级,分别获得了2.0μm和3.9μm有效光输出。这一方案避免了光参量激光系统的复杂性,降低泵浦源的能量损耗。3.9μm波长的发射截面经计算为7.759×10-20 cm2,吸收截面为3.563×10-20 cm2。并且通过自搭建的激光测试系统,获得了3.9μm的有效激光输出,最高能量输出为5.6 m J。3)虽然Ho:BaY2F8晶体在2.0μm附近获得了光输出,但泵浦能量优先用于3.9μm发射,导致Ho:BaY2F8晶体在2.0μm波段的光谱参数并不高。针对这一点,引入了敏化剂Yb3+离子来提高晶体对泵浦源能量的吸收,以改善Ho3+离子在2.0μm波段的光谱性能。依据吸收光谱的结果采用980 nm激光源泵浦晶体,并研究了Ho,Yb:BaY2F8晶体在1.2μm和2.0μm处的红外辐射特性和荧光衰减曲线。通过Yb3+离子的敏化作用,显着增强了Ho3+离子对应2.0μm辐射的上能级,即5I7能级。结合光谱和能级寿命数据详细计算了Ho,Yb:BaY2F8晶体包括吸收与发射截面、增益截面等光谱参数,证实了Ho,Yb:BaY2F8晶体在2.0μm波段优异的光学性能。4)Ho:BaY2F8和Ho,Yb:BaY2F8晶体均通过增强辐射跃迁上能级来实现光输出,但很难找到有效的光源或敏化剂用于实现Ho3+离子在2.9μm（5I6→5I7）波段发射。基于激光四能级结构的特点与优势,通过引入退敏化剂Pr3+离子来削弱Ho3+:5I7能级,从而实现5I6→5I7辐射跃迁的粒子数反转。采用坩埚下降法,成功制备了1%Ho,%Pr:BaY2F8（=0,0.2,0.5,0.8,1.2）晶体,发射光谱的结果表明了掺杂Pr3+离子减弱了晶体在2.0μm处的发射峰强度,并增强了晶体在2.9μm处的发射峰强度。随着Pr3+离子的掺杂浓度增加,Ho3+离子的5I7能级寿命从2.03 ms降低到0.23 ms,从而促进了Ho3+离子在2.9μm处粒子数反转。通过计算增益截面得到2.9μm的粒子反转百分比为36.8%。对于Ho,Pr:BaY2F8晶体,从Ho:5I7能级到Pr:3F2能级的能量转移效率经计算为88.7%。这一理念可以推广到更多难以实现粒子数反转的辐射跃迁中,以研究不同稀土离子在更多波段的激光输出。5)为更好的开发Ho3+离子在2.0μm波段的发射潜力,通过引入Nd3+离子来进一步优化2.0μm波段的光谱参数。这一方案避免了Yb3+离子敏化方案中泵浦能量用于上转换发射的情况,提高了红外波段发射的效率。采用坩埚下降方法生长并研究了1%Ho,%Nd:BaY2F8晶体的性能（=1,1.5,2,2.5,3）。对X射线衍射数据分析表明,Ho,Nd:BaY2F8晶体属单斜晶相,空间群为C2/m。通过分析荧光光谱,获得了1.3μm和2.0μm的红外波段发射,表明Nd3+离子是有效的敏化剂,能量传递效率最高达73.7%。结合Ho,Nd:BaY2F8晶体在2.0μm的辐射光谱以及2.0μm的荧光寿命,计算了晶体的光谱参数,其中最强发射截面高达11.52×10-20 cm2,这要比Yb3+离子作为敏化剂在2.0μm处获得的发射截面高出一个数量级,这对于获得高效的2.0μm激光输出具有非常重要的意义。
刘佳[2]（2021）在《掺钬氟化钇钡晶体结构及光学性质研究》文中认为作为一种新型的近中红外激光晶体材料,掺钬氟化钇钡（Ho:BaY2F8,简称Ho:BYF）晶体具有荧光寿命长、阈值低、热效应低等优点。该晶体中稀土离子Ho3+的能级由5I7→5I8跃迁,可获得2μm近红外波段激光,该波段激光具有对人眼安全、大气传输特性好、保密性高等优点,被广泛应用于军事、医疗及环境监测等众多领域;同时,2 μm波段的近红外激光还是获得3-5 μm中红外波段激光输出的理想泵浦源,已成为国内外研究的热点之一。但Ho:BYF晶体在生长过程中易出现晶体开裂、生长条纹等宏观缺陷以及空位结构、间隙结构等微观缺陷,从而严重影响晶体的生长质量,并对其光学性质产生影响。基于密度泛函理论的第一性原理方法,通过对晶体的微观结构深入研究,从而明确整个体系内在的物理规律。本文的主要研究内容如下:（1）理想BYF晶体与不同掺杂浓度的Ho:BYF晶体模型的构建。构建理想BYF晶体模型,通过使用不同杂化泛函方法计算其电子性质与光学性质,与已有理论结果进行对比,确定计算晶体性质将使用HSE杂化泛函;通过Ho原子替代Y原子分别获得16.33 mol%和30.36 mol%的理想Ho:BYF晶体模型。（2）Ho:BYF晶体中Ho3+对晶体光学性质产生影响的计算分析。通过计算Ho:BYF晶体的光学性质,发现相比于理想BYF晶体,Ho:BYF晶体光吸收谱中出现的新吸收峰,是由于F原子的2p占据轨道到Ho原子的4f非占据轨道以及Ho原子的4f占据轨道到Ho原子的4f非占据轨道的共同跃迁引起的。由于晶体场的影响,打破了 Ho3+的宇称禁戒条件,从而实现f→f轨道跃迁,从理论上解释了 Ho:BYF晶体可能实现波长为2 μm的发光。（3）本征缺陷对Ho:BYF晶体结构及光学性质影响的计算分析。构建Ho:BYF晶体中所有可能存在的缺陷结构模型,比较各结构的形成能,结果表明晶体中最主要的缺陷结构为F空位缺陷及F/B a/Y间隙缺陷;通过对上述结构进行几何构型、电子性质及光学性质的第一性原理计算,发现缺陷结构的存在并未使晶体发生严重的晶格畸变,但态密度图均发生明显变化;同时在F空位缺陷的光吸收谱中出现明显的2 μm吸收峰,表明Ho:BYF晶体实现波长为2 μm的发光是Ho3+与F空位缺陷结构共同作用的结果。本文从微观角度出发,基于密度泛函理论的第一性原理,合理构建理想Ho:BYF晶体及含本征缺陷的晶体结构模型进行仿真计算,为制备高质量晶体、改善晶体生长、优化基质材料、提升Ho:BYF晶体性能和促进该激光晶体的应用提供理论支持。
刘越[3]（2015）在《稀土多氟化物一维纳米材料的合成与发光性质》文中进行了进一步梳理稀土多氟化物因其具有低声子能和丰富的4f能级,而被作为一种重要高效发光基质,其在医学检测、太阳能电池、色彩显示、生物标记物、防伪油墨等领域均有广泛的应用前景,已经成为热点研究课题之一,目前研究者们已经制备出多种形貌的稀土多氟化物的微纳米材料,而对于一维纳米结构的稀土多氟化物的研究却鲜有报道。静电纺丝技术操作方便、重复性好和效率高等特点,是一种合成一维微纳米材料的主要方法。因此,静电纺丝方法合成稀土多氟化物一维纳米材料是具有创新性又很有挑战性的课题。本文中采取静电纺丝法制备出PVP/稀土硝酸盐/醋酸钡复合纳米纤维,经高温加热,得到中间产物;采用双坩埚氟化技术,得到BaYF5:Er3+、BaY2F8:Er3+和Ba4Y3F17:Er3+纳米纤维。采用XRD、EDS、SEM、TEM和PL现代测试方法对样品进行表征。结果表明,所制备的Ba YF5:Er3+、BaY2F8:Er3+和Ba4Y3F17:Er3+纳米纤维分别为四方相、单斜相和菱方相;其直径大约为110-160 nm;掺杂Er3+的BaYF5、BaY2F8和Ba4Y3F17纳米纤维是很好的上转换发光材料;讨论了上转化发光机理,得到了有意义的结果,为深入了解稀土离子掺杂多氟化物一维纳米材料的性能及应用打下了重要基础。
王帅[4]（2014）在《稀土掺杂氟化钇钡激光晶体的生长与光学特性研究》文中研究说明BaY2F8晶体是一种优良的激光基质晶体，与其它晶体相比，其主要优点在于：（1）声子能量低（ω～360-380cm-1），较低的声子能量有助于降低辐射跃迁过程中的无辐射跃迁几率。（2）折射率低，低折射率可以降低激光运行过程中基质材料的热透镜效应。（3）从紫外到红外波段有较宽的光谱透过范围。除此之外，BaY2F8晶体还具有较高的激光损伤阈值，较大的激光发射截面，易于稀土离子或过渡金属离子的掺杂等优点。近年来，BaY2F8晶体尤其是稀土掺杂的BaY2F8激光晶体的研究受到越来越多的关注。本文主要介绍了运用温度梯度法生长纯BaY2F8晶体以及稀土离子掺杂的Re3+:BaY2F8（Re3+=Tm3+、Er3+）激光晶体；并以所生长的Tm3+:BaY2F8和Er3+:BaY2F8激光晶体为研究对象，对它们的光学性质进行研究。首先，我们采用温度梯度法生长了BaY2F8晶体、Er3+:BaY2F8晶体和Tm3+:BaY2F8晶体，讨论了温度体梯度法生长该种晶体过程中产生开裂、生长条纹和直管这三种宏观缺陷的原因，以及如何避免这些缺陷的产生。通过理论与实验分析，得出生长无开裂晶体的最优生长参数：轴向温度梯度为6～7K/mm，生长速率为0.25mm/h，冷却速率为10K/h。其次，我们对所生长的晶体进行了各种光谱测试，包括吸收谱测试、室温与低温下的荧光光谱和激发谱测试、上转换发光谱测试等。通过Judd-Ofelt理论计算得到了Tm3+:BaY2F8晶体和Er3+:BaY2F8晶体三个唯象的晶体场参数，进而计算了各激发能级的自发辐射几率，荧光分支比，荧光寿命，积分发射截面积等光谱参数。在对发射光谱的研究中，我们重点分析了温度对光谱性质的影响。另外，我们还测试了不同波长激发下Tm3+:BaY2F8晶体和Er3+:BaY2F8晶体的上转换发光谱，并对上转换发光机制进行了讨论分析，揭示了基态吸收（GSA）、激发态吸收（ESA）、多声子无辐射跃迁（MPR）和交叉弛豫（CR）等现象在各自的上转换发光机制中所起的作用以及它们对上转换发光效率的影响。
李秦霖[5]（2014）在《Ho:BaY2F8晶体的生长及性能研究》文中研究指明掺钬氟化钇钡激光晶体（分子式：Ho:BaY2F8,简称Ho:BYF）是一种具有潜力的中红外激光晶体材料,经过889nm激光泵浦能够发射出3.9μmm的中红外激光。3-5μm波段激光具有穿透能力强、气体分子吸收和悬浮物散射小、水和碳氢分子以及其他有毒分子吸收大等优点,已被广泛应用于军事对抗、医疗手术、有毒气体探测等各种领域。本文采用共沉淀法合成了Ho:BYF多晶料,并采用中频感应提拉法生长了掺杂10%、30%Ho:BYF晶体。利用XRD、TG-DSC、FI-IR和SEM等测试手段对多晶料的物相结构和形貌进行了表征和分析。采用X射线荧光光谱仪、热机械性能测试仪、分光光度计和荧光测试系统等设备测试了晶体的物理性质和光学性质。结果表明,Ho:BYF前驱体在550℃以上烧结处理后,由立方相转变为单斜型；不同掺杂浓度的Ho:BYF样品的晶格参数发生了不同程度的变化,随着掺杂浓度的增加,晶胞体积缩小；前驱体经650℃烧结处理后的颗粒未呈现大面积融化、颗粒尺寸均匀、分布均一,有利于多晶料的氟化烧结。采用提拉法生长的Ho:BYF晶体,在a轴方向具有较小的膨胀系数；在889nm处有明显的吸收峰,同时518→514、515、516、517能级跃迁的吸收峰依次增强；采用889nm钛宝石激光器泵浦Ho:BYF晶体,发射出3.9μm荧光。
童红双,阮永丰,王帅,王友发[6]（2013）在《Er:BaY2F8晶体中绿光发射的温度特性》文中提出利用温度梯度法生长了BaY2F8晶体和Er3+:BaY2F8晶体。测试了Er3+:BaY2F8晶体的室温吸收光谱以及从室温（299 K）到12 K的荧光光谱,分析了温度对Er3+:BaY2F8晶体发光强度的影响。结果表明,在375 nm泵浦光源的激发下,观察到峰值为520 nm和552 nm两种较强的绿光发射,随着温度的升高,520 nm发光峰逐渐增强而552 nm发光峰逐渐减弱;在温度为12 K时,对应于Er3+4I13/2→4I15/2的跃迁处（1.5μm附近）出现多个分立的发射峰,随着温度的升高,这些发光峰逐渐出现展宽并且峰位发生蓝移。最后利用多声子辅助跃迁以及多声子弛豫对于温度的依赖关系来解释上述现象。
童红双[7]（2013）在《Er:BaY2F8晶体的生长及其光谱性质研究》文中研究表明Er:BaY2F8晶体是一种优质的激光基质晶体，与其它晶体相比，具有较低的声子能量，较低的折射率，较大的透光范围以及较大的激光发射截面等特点。在开展新型激光材料的研究中，Er:BaY2F8晶体是一种很有实际应用潜力的材料。本文主要针对Er:BaY2F8晶体的生长方法，晶体开裂以及晶体的光谱性质进行了研究。首先采用温度梯度法生长出Er:BaY2F8晶体，实验发现，晶体具有明显的开裂现象，随后我们对Er:BaY2F8晶体的开裂现象进行了研究。主要讨论了热应力、温度梯度、生长速率以及冷却速率对晶体开裂的影响。最终经过多次实验，确定晶体生长的最佳工艺参数：轴向温度梯度为6℃/mm，生长速率为0.25mm/h，冷却速率为10℃/h。我们采用改进后的生长参数，成功生长出结构完整，质量优良，无宏观开裂的Er:BaY2F8晶体。我们对Er:BaY2F8晶体进行了一系列光谱测试，对其发光机理进行讨论，并重点分析了温度对Er:BaY2F8晶体光谱性质的影响。在Er:BaY2F8晶体的荧光发射谱中存在520nm和552nm两个发光峰，它们分别对应于2H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2跃迁。实验发现：随着温度升高，552nm的发光强度逐渐减弱，而520nm的发光强度逐渐增强。产生这种现象的原因是，温度升高，声子辅助无辐射跃迁几率增加，4S3/2能级上的电子不断的通过声子辅助向上跃迁到2H11/2能级，导致两绿光发射强度的反向变化。另外，Er:BaY2F8晶体在1.5μm附近具有较强的近红外发光，此波段激光恰好处于人眼安全激光范围，具有很大的实用价值及研究意义。实验发现：随着温度的升高，1.5μm附近的发光峰强度逐渐增强，出现展宽，并且峰位发生蓝移。出现这种现象的原因主要是：温度升高，不同Stark能级上的粒子数重新分布，具有较高能量的Stark能级上的粒子数逐渐增多，最终导致发光峰出现蓝移。
刘洋[8]（2013）在《Ho:BaY2F8中红外激光晶体的生长及性能研究》文中认为针对目前国内在中红外激光晶体方面研究的缺乏以及军事、医疗和民用领域的实际需要,本文运用共沉淀法制备出了Ho:BaY2F8多晶料,讨论了实验过程中的影响因素,包括酸的浓度、搅拌时间与温度、沉淀剂以及煅烧温度。对产物样品进行了X射线衍射分析、扫描电子显微分析以及荧光光谱分析,得到了最佳的工艺参数以及上转换效率最高的掺杂浓度。使用提拉法生长出了Ho:BaY2F8晶体,讨论了籽晶的选择和温度梯度这两个影响产物质量的因素,对产物样品进行了X射线衍射分析、吸收光谱分析以及荧光光谱分析,对生长条件的选择进行了研究。
罗辉,亓鲁,朱世富,官周国,张志斌,曾彬,郭春艳[9]（2012）在《Ho∶BaY2F8晶体生长及其光谱研究》文中认为本文采用液相合成方法合成了掺钬氟化钇钡（分子式:Ho3+∶BaY2F8,简称Ho∶BYF）多晶原料,使用提拉法生长了掺钬氟化钇钡（Ho∶BYF）激光晶体,晶体生长参数:拉速0.5～1 mm/h,转速10 r/min。XRD测试表明:该晶体属于单斜晶系,空间群C2/m。测试了晶体的吸收及荧光光谱,同时计算了Ho离子对889 nm泵浦光的吸收系数及吸收截面,分别为4.84 cm-1、1.26×10-21cm2。该吸收对应于Ho3+从基态5I5到激发态5I6的跃迁,可实现3.9μm激光输出。
于浩,李坡,任德春,郝冠男,殷建,苗东伟,董国飞,曾繁明[10]（2012）在《Tm,Ho:BaY2F8纳米晶制备及性能表征》文中进行了进一步梳理采用水热合成方法制备了Tm,Ho:BaY2F8纳米晶,对Tm,Ho:BaY2F8纳米晶进行了X射线、扫描电镜及荧光光谱分析测试,确定了水热方法制备Tm,Ho:BaY2F8纳米晶的最佳温度为210℃;扫描电镜形貌测试表明210℃下,Tm,Ho:BaY2F8纳米晶的尺寸大小为100 nm;荧光光谱分析得出掺杂浓度为5%Tm3+和0.5%.Ho3+的Tm,Ho:BaY2F8纳米晶的上转换效率最高.
二、新型激光基质晶体BaY_2F_8结晶习性的探索（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、新型激光基质晶体BaY_2F_8结晶习性的探索（论文提纲范文）
（1）稀土掺杂氟化钇钡激光晶体生长及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1 章 绪论 |
| 1.1 红外波段激光研究意义 |
| 1.2 红外波段激光实现方式 |
| 1.3 Re~(3+)掺杂激光晶体中典型的稀土离子 |
| 1.4 激光晶体的分类与选择 |
| 1.5 国内外研究现状 |
| 1.6 本文研究目的及研究内容 |
| 1.6.1 本文研究目的 |
| 1.6.2 本文研究内容 |
| 第2 章 多晶料的制备与表征 |
| 2.1 高温固相法制备多晶料 |
| 2.2 共沉淀法制备多晶料 |
| 2.2.1 实验试剂及设备 |
| 2.2.2 前驱体的制备过程 |
| 2.2.3 原料的纯化与相图分析 |
| 2.3 多晶料的性能表征 |
| 2.3.1 热重差热分析 |
| 2.3.2 X射线衍射分析 |
| 2.3.3 样品中的化学键及形貌分析 |
| 2.4 晶体中Ho~(3+)离子的浓度方案 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3 章 晶体生长与表征方法 |
| 3.1 晶体生长理论 |
| 3.1.1 成核理论 |
| 3.1.2 晶体生长相变驱动力 |
| 3.1.3 熔体中的生长动力学 |
| 3.1.4 固体-熔体界面形状的影响及控制 |
| 3.1.5 生长炉温区的设计 |
| 3.2 晶体生长工艺 |
| 3.2.1 晶体生长装置 |
| 3.2.2 坩埚的设计及制作 |
| 3.2.3 晶体生长实验 |
| 3.2.4 晶体生长及加工 |
| 3.3 晶体性能测试 |
| 3.3.1 X射线衍射(XRD) |
| 3.3.2 激光显微拉曼测试 |
| 3.3.3 晶体密度测试 |
| 3.3.4 热导率测试 |
| 3.3.5 吸收光谱测试 |
| 3.3.6 发射光谱测试 |
| 3.3.7 衰减曲线测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 Ho:BaY_2F_8晶体的性能表征 |
| 4.1 晶体结构与热性能 |
| 4.1.1 X射线衍射分析 |
| 4.1.2 晶体密度分析 |
| 4.1.3 晶体导热性能研究 |
| 4.2 200-2200 nm波段吸收光谱分析 |
| 4.3 红外波段发射光谱及3.9μm光谱参数分析 |
| 4.4 能量传递分析 |
| 4.5 荧光寿命计算 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 Ho,Yb:BaY_2F_8晶体的性能表征 |
| 5.1 晶体物相与结构表征 |
| 5.1.1 X射线衍射分析 |
| 5.1.2 拉曼光谱分析 |
| 5.2 晶体密度分析 |
| 5.3 300-1300 nm波段吸收光谱分析 |
| 5.4 红外波段发射光谱分析 |
| 5.5 2.0μm波段光谱参数计算 |
| 5.6 浓度猝灭机理研究 |
| 5.7 荧光寿命计算及能量传递分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 Ho,Pr:BaY_2F_8晶体的性能表征 |
| 6.1 晶体物相与结构表征 |
| 6.1.1 X射线衍射分析 |
| 6.1.2 拉曼光谱分析 |
| 6.2 晶体密度分析 |
| 6.3 300-1300 nm波段吸收光谱分析 |
| 6.4 1-3μm红外波段发射光谱分析 |
| 6.5 2.9μm波段光谱参数计算 |
| 6.6 浓度猝灭机理研究 |
| 6.7 荧光寿命计算及能量传递分析 |
| 6.8 本章小结 |
| 第7章 Ho,Nd:BaY_2F_8晶体的性能表征 |
| 7.1 晶体物相与结构表征 |
| 7.1.1 X射线衍射分析 |
| 7.1.2 拉曼光谱分析 |
| 7.2 晶体密度分析 |
| 7.3 700-1300 nm波段吸收光谱分析 |
| 7.4 红外波段发射光谱分析 |
| 7.5 2.0μm波段光谱参数计算 |
| 7.6 浓度猝灭机理研究 |
| 7.7 荧光寿命计算及能量传递分析 |
| 7.8 本章小结 |
| 第8章 Ho:BaY_2F_8晶体激光性能表征 |
| 8.1 激光 |
| 8.2 自发辐射、受激吸收和受激发射 |
| 8.3 粒子数反转分布 |
| 8.4 激光产生原理及特点 |
| 8.5 Ho:BaY_2F_8晶体的激光性能测试与分析 |
| 8.5.1 3.9μm激光发射谱分析 |
| 8.5.2 晶体输出能量测试与分析 |
| 8.6 本章小结 |
| 第9 章 结论与展望 |
| 9.1 结论 |
| 9.2 创新点 |
| 9.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（2）掺钬氟化钇钡晶体结构及光学性质研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 激光晶体材料 |
| 1.2 氟化钇钡晶体 |
| 1.2.1 氟化钇钡晶体的研究背景 |
| 1.2.2 氟化钇钡晶体的研究现状 |
| 1.3 钬离子能级结构与发光 |
| 1.4 本文的主要工作 |
| 第二章 掺钬氟化钇钡晶体的理论研究方法 |
| 2.1 密度泛函理论 |
| 2.1.1 Thomas-Fermi模型 |
| 2.1.2 Hohenberg-Kohn定理 |
| 2.1.3 Kohn-Sham方程 |
| 2.1.4 常见交换关联泛函近似 |
| 2.1.5 赝势 |
| 2.2 稀土离子的基本理论 |
| 2.2.1 稀土元素 |
| 2.2.2 稀土离子的能级与跃迁 |
| 2.2.3 稀土离子上转换发光理论 |
| 2.3 材料计算模拟软件 |
| 第三章 掺钬氟化钇钡晶体的电子结构与光学性质 |
| 3.1 掺钬氟化钇钡晶体的结构模型 |
| 3.2 明确泛函计算方法 |
| 3.3 掺钬氟化钇钡晶体的电子性质 |
| 3.4 掺钬氟化钇钡晶体的光学性质 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 本征缺陷对掺钬氟化钇钡晶体性质的影响 |
| 4.1 掺钬氟化钇钡晶体的缺陷结构模型 |
| 4.2 本征缺陷对掺钬氟化钇钡晶体电子性质的影响 |
| 4.2.1 含F空位缺陷结构的Ho:BYF晶体 |
| 4.2.2 含间隙缺陷结构的Ho:BYF晶体 |
| 4.3 本征缺陷对掺钬氟化钇钡晶体光学性质的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（3）稀土多氟化物一维纳米材料的合成与发光性质（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 微纳米形貌的稀土多氟化物的制备方法的研究 |
| 1.1.1 水热与溶剂热法 |
| 1.1.2 提拉法 |
| 1.1.3 温度梯度法 |
| 1.1.4 高能球磨法 |
| 1.1.5 溶胶-凝胶法 |
| 1.1.6 静电纺丝法 |
| 1.2 静电纺丝技术研究进展 |
| 1.2.1 静电纺丝法简介 |
| 1.2.2 影响静电纺丝的因素 |
| 1.3 本论文研究的目的和意义 |
| 第二章 化学试剂、实验设备及表征方法 |
| 2.1 主要化学试剂 |
| 2.2 实验设备与仪器 |
| 2.3 表征方法 |
| 2.3.1 透射电子显微镜(TEM)分析 |
| 2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)分析 |
| 2.3.3 X射线衍射(XRD)分析 |
| 2.3.4 荧光光谱分析 |
| 第三章 BaYF_5:Er~(3+)纳米纤维的制备及性质研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 Ba YF_5纳米纤维的制备 |
| 3.2.2 Ba YF_5:Er~(3+)纳米纤维的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 X射线衍射(XRD)分析 |
| 3.3.2 扫描电镜(SEM)，透射电镜(TEM)分析和能谱分析(EDS) |
| 3.3.3 荧光光谱(PL)分析 |
| 3.3.4 静电纺丝制备Ba YF_5:Er~(3+)纳米纤维的机理 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 BaY_2F_8:Er~(3+)纳米纤维的制备及性质研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 BaY_2F_8纳米纤维的制备 |
| 4.2.2 BaY_2F_8:Er~(3+)纳米纤维的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 X射线衍射(XRD)分析 |
| 4.3.2 扫描电镜(SEM)，透射电镜(TEM)分析和能谱分析(EDS) |
| 4.3.3 荧光光谱(PL)分析 |
| 4.3.4 静电纺丝制备BaY_2F_8:Er~(3+)纳米纤维的机理 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 Ba_4Y_3F_(17):Er~(3+)纳米纤维的制备及性质研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 Ba_4Y_3F_(17):Er~(3+)纳米纤维的制备 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 X射线衍射(XRD)分析 |
| 5.3.2 扫描电镜(SEM)，透射电镜(TEM)和能谱分析(EDS)分析 |
| 5.3.3 荧光光谱(PL)分析 |
| 5.3.4 静电纺丝制备Ba_4Y_3F_(17):Er~(3+)纳米纤维的机理 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（4）稀土掺杂氟化钇钡激光晶体的生长与光学特性研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 激光晶体 |
| 1.2.1 激光晶体简介 |
| 1.2.2 激光晶体材料发展 |
| 1.3 BaY_2F_8晶体的结构性质及研究现状 |
| 1.3.1 BaY_2F_8晶体结构与性质 |
| 1.3.2 BaY_2F_8晶体研究现状 |
| 1.4 本文研究的内容与意义 |
| 第二章 稀土离子发光研究常用理论介绍 |
| 2.1 稀土元素概述 |
| 2.2 稀土离子能级与光谱强度理论 |
| 2.2.1 稀土离子4 fN组态的能级理论 |
| 2.2.2 稀土离子的晶体场理论 |
| 2.2.3 稀土离子 4f-4f 跃迁的 Judd-Ofelt 理论 |
| 2.3 上转换发光理论 |
| 2.3.1 激发态吸收（ESA，Energy StateAbsorption） |
| 2.3.2 能量传递上转换（ETU，Energy Transfer Upconversion） |
| 2.3.3“光子雪崩”上转换（PAU，PhotonAvalanche Upconversion） |
| 2.3.4 影响上转换发光效率的因素 |
| 2.3.4.1 基质材料的影响 |
| 2.3.4.2 发光中心能级结构的影响 |
| 2.3.4.3 环境温度的影响 |
| 2.4 多声子跃迁理论 |
| 2.4.1 光吸收和发射中的多声子效应 |
| 2.4.2 多声子无辐射跃迁 |
| 第三章 晶体生长及测试手段 |
| 3.1 温度梯度法生长晶体 |
| 3.1.1 晶体生长设备 |
| 3.1.2 单晶炉中的温度梯度 |
| 3.1.3 晶体生长过程 |
| 3.1.4 温度梯度法生长晶体的优缺点 |
| 3.2 样品测试原理及表征方法 |
| 3.2.1 晶体缺陷形貌分析 |
| 3.2.2 X 射线衍射测试 |
| 3.2.3 UV-VIS-IR 吸收光谱测量 |
| 3.2.4 氙灯激发下的荧光光谱测量 |
| 3.2.5 激光激发下上转换发光谱测量 |
| 第四章 BaY_2F_8晶体宏观缺陷分析 |
| 4.1 晶体延特定方向开裂 |
| 4.1.1 晶体开裂形貌特征 |
| 4.1.2 影响晶体开裂的因素 |
| 4.1.2.1 温度梯度对晶体开裂的影响 |
| 4.1.2.2 生长速率对晶体开裂的影响 |
| 4.1.2.3 冷却速率对晶体开裂影响 |
| 4.2 晶体生长条纹 |
| 4.3 晶体中直管 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 Tm~(3+):BaY_2F_8晶体光学特性研究 |
| 5.1 实验介绍 |
| 5.2 结果与分析 |
| 5.2.1 Tm~(3+):BaY_2F_8晶体吸收光谱测量与光谱参数计算 |
| 5.2.2 温度对 Tm~(3+):BaY_2F_8晶体发光性能的影响 |
| 5.2.3 Tm~(3+):BaY_2F_8晶体上转换发光机制的研究 |
| 5.2.3.1 650 nm 激发下 Tm~(3+):BaY_2F_8晶体上转换发光机制 |
| 5.2.3.2 780 nm 激发下 Tm~(3+):BaY_2F_8晶体上转换发光机制 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 Er~(3+):BaY_2F_8晶体光学特性研究 |
| 6.1 实验介绍 |
| 6.2 结果与分析 |
| 6.2.1 Er~(3+):BaY_2F_8晶体吸收光谱测量与光谱参数计算 |
| 6.2.2 温度对 Er~(3+):BaY_2F_8晶体发光性能的影响 |
| 6.2.3 980 nm LD 激发下 Er~(3+):BaY_2F_8晶体上转换发光特性的研究 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本文主要结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和科研情况说明 |
| 致谢 |
（5）Ho:BaY2F8晶体的生长及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 激光晶体材料 |
| 1.3 常用3～5μm波段激光晶体 |
| 1.4 论文研究的目的及主要内容 |
| 第二章 Ho：BYF多晶料的合成 |
| 2.1 实验试剂及所需设备 |
| 2.2 多晶料的制备 |
| 2.3 多晶料性能表征 |
| 第三章 Ho：BYF晶体生长 |
| 3.1 晶体生长方法选择 |
| 3.2 晶体生长设备 |
| 3.3 工艺设计与讨论 |
| 3.4 晶体生长 |
| 3.5 晶体退火 |
| 第四章 晶体结构与性能表征 |
| 4.1 XRD分析 |
| 4.2 分凝系数 |
| 4.3 热膨胀分析 |
| 4.4 吸收光谱 |
| 4.5 荧光光谱 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）Er:BaY2F8晶体中绿光发射的温度特性（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 实 验 |
| 3 结果与讨论 |
| 3.1 XRD图谱 |
| 3.2 Er3+∶BaY2F8室温吸收光谱 |
| 3.3 温度对Er3+∶BaY2F8晶体绿光发射的影响 |
| 3.4 温度对Er3+∶BaY2F8晶体近红外发光的影响 |
| 4 结 论 |
（7）Er:BaY2F8晶体的生长及其光谱性质研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 激光晶体的研究背景 |
| 1.1.1 激光晶体简介 |
| 1.1.2 国内外发展现状及趋势 |
| 1.2 BaY_2F_8晶体的结构性质及研究现状 |
| 1.2.1 BaY_2F_8晶体结构与性质 |
| 1.2.2 BaY_2F_8晶体研究现状 |
| 1.3 掺杂Er~(3+)激光晶体的研究及应用 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第二章 稀土离子光谱理论 |
| 2.1 稀土离子能级与跃迁 |
| 2.1.1 稀土元素 |
| 2.1.2 稀土离子能级跃迁 |
| 2.2 Judd-Ofelt 理论 |
| 2.2.1 Judd-Ofelt 理论模型及其应用 |
| 2.3 稀土离子上转换发光理论 |
| 2.3.1 激发态吸收 |
| 2.3.2 能量传递上转换 |
| 2.3.3 光子雪崩上转换 |
| 2.3.4 影响上转换发光的因素 |
| 2.4 稀土离子无辐射理论 |
| 2.4.1 离子与基质间的无辐射相互作用 |
| 2.4.1.1 多声子辅助吸收理论(MPA) |
| 2.4.1.2 多声子辅助弛豫理论(MPR) |
| 2.4.1.3 多声子能量传递理论(MPET) |
| 2.4.2 离子间的无辐射相互作用 |
| 第三章 Er:BaY_2F_8晶体的生长 |
| 3.1 温度梯度法 |
| 3.2 利用温度梯度法生长Er:BaY_2F_8晶体的实验依据 |
| 3.3 温度梯度法生长工艺及实验过程 |
| 3.3.1 温度梯度法生长装置 |
| 3.3.2 温度梯度的选择 |
| 3.3.3 晶体生长过程 |
| 3.4 晶体开裂的研究 |
| 3.4.1 热应力对晶体开裂的影响 |
| 3.4.2 温度梯度对晶体开裂的影响 |
| 3.4.3 生长速率对晶体开裂的影响 |
| 3.4.4 冷却速率对晶体开裂的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 温度对Er:BaY_2F_8晶体发光性能的影响 |
| 4.1 Er:BaY_2F_8晶体的生长与表征 |
| 4.2 Er:BaY_2F_8晶体的光谱分析 |
| 4.2.1 Er:BaY_2F_8晶体的室温吸收光谱 |
| 4.2.2 温度对Er:BaY_2F_8晶体绿光发射的影响 |
| 4.2.3 温度对Er:BaY_2F_8晶体近红外发光的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 结论和展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（8）Ho:BaY2F8中红外激光晶体的生长及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 激光晶体材料 |
| 1.1.1 简介 |
| 1.1.2 发展 |
| 1.1.3 分类 |
| 1.2 中红外波段的激光晶体 |
| 1.2.1 BaY_2F_8激光晶体 |
| 1.2.2 钬离子激光晶体 |
| 1.2.3 中红外激光晶体 |
| 1.3 论文研究目的及主要内容 |
| 1.3.1 研究目的 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 第二章 Ho：BaY_2F_8多晶料的合成 |
| 2.1 实验试剂及设备 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.1.3 测试仪器 |
| 2.2 共沉淀法制备Ho：BaY_2F_8多晶料 |
| 2.3 制备过程中的影响因素 |
| 2.3.1 酸的浓度 |
| 2.3.2 搅拌时间 |
| 2.3.3 搅拌温度 |
| 2.3.4 沉淀剂 |
| 2.3.5 煅烧温度 |
| 2.4 结构和性能的研究 |
| 2.4.1 X射线衍射分析 |
| 2.4.2 扫描电子显微分析 |
| 第三章 提拉法生长Ho：BaY_2F_8晶体 |
| 3.1 相关的理论模型 |
| 3.2 生长方法的选择 |
| 3.3 生长条件的影响 |
| 3.3.1 籽晶的选择 |
| 3.3.2 温度梯度 |
| 3.4 晶体的生长 |
| 3.4.1 坩埚的处理 |
| 3.4.2 装炉 |
| 3.4.3 抽真空并充保护气 |
| 3.4.4 升温熔料 |
| 3.4.5 生长过程 |
| 3.4.6 晶体的退火 |
| 3.5 结构与光谱性能 |
| 3.5.1 X射线衍射分析 |
| 3.5.2 吸收光谱分析 |
| 3.5.3 荧光光谱分析 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（9）Ho∶BaY2F8晶体生长及其光谱研究（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 实 验 |
| 2.1 原料的氟化合成与处理 |
| 2.2 差热分析 |
| 2.3 晶体生长 |
| 3 测 试 |
| 4 结果与讨论 |
| 4.1 XRD分析 |
| 4.2 吸收光谱分析 |
| 4.3 荧光光谱分析 |
| 5 结 论 |
四、新型激光基质晶体BaY_2F_8结晶习性的探索（论文参考文献）
- [1]稀土掺杂氟化钇钡激光晶体生长及性能研究[D]. 王新宇. 长春理工大学, 2021(01)
- [2]掺钬氟化钇钡晶体结构及光学性质研究[D]. 刘佳. 北京邮电大学, 2021(01)
- [3]稀土多氟化物一维纳米材料的合成与发光性质[D]. 刘越. 长春理工大学, 2015(03)
- [4]稀土掺杂氟化钇钡激光晶体的生长与光学特性研究[D]. 王帅. 天津大学, 2014(11)
- [5]Ho:BaY2F8晶体的生长及性能研究[D]. 李秦霖. 长春理工大学, 2014(08)
- [6]Er:BaY2F8晶体中绿光发射的温度特性[J]. 童红双,阮永丰,王帅,王友发. 人工晶体学报, 2013(06)
- [7]Er:BaY2F8晶体的生长及其光谱性质研究[D]. 童红双. 天津大学, 2013(01)
- [8]Ho:BaY2F8中红外激光晶体的生长及性能研究[D]. 刘洋. 长春理工大学, 2013(08)
- [9]Ho∶BaY2F8晶体生长及其光谱研究[J]. 罗辉,亓鲁,朱世富,官周国,张志斌,曾彬,郭春艳. 人工晶体学报, 2012(06)
- [10]Tm,Ho:BaY2F8纳米晶制备及性能表征[J]. 于浩,李坡,任德春,郝冠男,殷建,苗东伟,董国飞,曾繁明. 吉林建筑工程学院学报, 2012(04)