clbo单晶的生长与电学、力学性能研究

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1、隶南『大·粤硕士学位论文万方数据cLBo单晶的生长与电学、力学性能研究本论文获国家自然科学基金(5l002029)和教育部博士点科研专项基金(20100092120039)资助。万方数据GROWTHANDELECTRICAL＆MECHANICALPROPERTIESOFCLBOSⅢGLECRYSTALSADissertationSubmittedtoSoumeastUnivers时FortheAcademicDe铲eeofMasterofEngineeringBYW抽gZhu-fengSupervisedbyProf．W．angZen争meiSch

2、oolofMaterialsScienceandEIgiIleeringSoutheastUniVersityMay2014Ⅲ7删8川Ⅲ1删7㈣0㈣卯删Y万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：避日期：交必啦东南大学学位论文使用授权声明

3、东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：师签名：五．量盔鱼日期：逊：G、；万方数据摘要随着激光应用技术如光刻、激光医疗、激光微加工等的不断发展，对紫外相干光源的要求也不断提高，非线性光学晶体作为全固态紫外、深紫外激光器的核心部件也得到快速发展。硼酸铯锂(CLBO)晶体作

4、为20世纪90年代发现的一种硼酸盐非线性光学晶体，其具有优异的非线性光学性能，如非线性系数大，离散角小，双折射适中，温度带宽和接收角范围很宽，抗激光损伤阈值高，在Nd：YAG激光器的四倍频以及五倍频应用方面表现出非常优异的性能，与BBO和LBO等晶体相比则更加容易生长。激光损伤阈值作为非线性光学晶体的一个重要参数，决定了晶体有效激光输出功率，其与晶体质量以及晶体的微观断裂行为和塑性变形等力学性能有关，因此研究CLBO晶体的微观力学性能对于充分理解该晶体的激光损伤机理具有重要的作用。另外，纳米力学性能的研究也有助于更加有效地解决晶体在精密加工过程中遇

5、到的工艺难题。CLB0单晶作为一种非线性光学晶体，电学性能是其重要的本征性能，通过电学性能的研究也有助于进一步理解晶体结构及潮解机理。本论文采用项部籽晶法生长出大尺寸、高质量的CLBO单晶，研究了晶体生长、晶体热处理以及晶体的电学性能和纳米力学性能，主要包括：l、晶体生长采用水溶液法混合原料，设计了一种新型的尖端状籽晶生长出形状规则、缺陷较少、透过率高的CLBO晶体。另外还设计了一种生长易吸潮单晶体的设备，可以用于在干燥气氛下生长晶体。2、电学性能研究对CLB0晶体(101)、(100)和(001)晶面的介电、电导、阻抗和压电等电学性能进行了系统的

6、研究。具体为400．450℃时，CLBO晶体各晶面的介电常数s，、介电损耗^钥J、交流电导率盯。以及阻抗随频率(102．105Hz)的变化；另外研究了在300．450℃范围内，不同晶面的机电耦合系数硒的变化情况。研究发现CLB0晶体的电学性能具有明显的各向异性，其中(001)晶面在低频时具有最高的介电常数、最优异的压电性能和最大的交流电导率，研究表明cLB0晶体的电学性能与晶体结构有关。3、纳米力学性能研究利用Berkovich压头(三棱锥金刚石压头)对CLBO晶体(100)面和(001)面做了纳米压痕实验并研究了相应的力学性能。在1、2、4、8m

7、N不同载荷控制下研究了(100)面和(001)面的平均硬度以及模量的变化；并对各压痕点的载荷．深度曲线进行了分析；另外还研究了(100)面的硬度和模量随压头角度的变化。结果表明CLB0晶体的(001)面具有更好的弹性，而(100)面具有更大的硬度和模量。4、CLBO晶体气氛条件下热处理对CLBO晶体在氢气气氛下热处理，并对热处理后的CLBO晶体的光学性能(透光性能和倍频转换性能)以及力学性能(压痕硬度功r和压痕模量勖)进行了研究。结果表明气氛条件下的热处理对CLBO晶体的倍频转换性能和力学性能有一定的提高作用，并且使紫外截止波长发生了蓝移。关键词：

8、晶体生长；电学性能：纳米力学性能；晶体热处理万方数据AbstractWiththedeVelopmentoflaserte