稀土碱金属磷酸盐功能晶体的探索

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1、南开大学硕士学位论文稀土碱金属磷酸盐功能晶体的探索姓名：陈鸿申请学位级别：硕士专业：物理学；凝聚态物理指导教师：孙同应201105摘要在国防科技和经济发展中，微小型全固态激光器有着不可估量的应用前景和经济价值。那么探索新型的非线性光学功能材料，进而推动微小型全固态激光器的发展具有重要的现实意义。为此人们对复合功能基质晶体的探索也逐渐深入。本文在稀土四磷酸盐MLn(P03)4(M为碱金属，Ln为稀土元素)中进行探索，包括KLa(P03)4晶体和CsLa(P03)4晶体。通过助熔剂法生长KLa(P03)4晶体，并考察了

2、影响晶体生长的各种因素，如温场分布和降温速率：而且对KLa(P03)4晶体进行定向，并绘出晶体的模拟外形图，证明最终显示在外部的晶面均为晶面指数比较简单的晶面，例如<110)、<101)等；本文还讨论了KLa(P03_14晶体的宏观缺陷，如包裹物和生长台阶；分析了KLa(P03_)4晶体的拉曼光谱证明其基本结构单元为(P03)n螺旋链；通过分析KLa(P03_14晶体的透过光谱，可知其在170"-'3000rim内具有很好的透过性；并且实验发现K_La(P03'14晶体具有良好的倍频能力。通过助熔剂法生长CsLa(

3、P03)4单晶，对所生长的P21结构的CsLa(P03)4晶体进行了晶体定向，并绘出晶体的模拟外形图；描述了晶体宏观缺陷和解理面，并分析了晶体的拉曼光谱证明其基本结构单元为(P03)n螺旋链；通过分析CsLa(P03)4晶体粉末的吸收光谱，可知其对可见光具有很好的透过性。采用自发结晶的方式探索了立方晶系143d结构的CsLa(P03)4晶体的生长过程，给出了蒸发溶液法合成143d结构的CsLa(P03)4粉末的优化方法，并进行了掺杂研究。发现E，单掺和Er3+．Yb”双掺的CsLa(P03)4上转换发光十分微弱，但

4、是却有较强的下转换发光。通过进行Eu3+离子的掺杂研究，可以发现其发射谱主要是由哦能级到7日几个能级的跃迁引起的，对应的荧光波长分别为594lira、617Ilm、699rim，所以具有较强的红光发射。关键词：碱金属稀土磷酸盐晶体晶体生长助熔剂法蒸发溶液法AbstractRecently,therehasbeenmoreandmoreconcernaboutnonlinearoptical0qLo)propertiesforagreatvarietyofapplications，includingwhichCall

5、improvethedevelopmentofMicro-solid-statelasers．ThemainobjectivesofthisworkweretoexploretheMLn(P03)4(M=KCs；Ln=La)crystalsystemandstudythecrystalsgrowth，structureandproperties．TheKLa(P03)4crystalwasgrownbyfluxmethod砸mpotassiummeta-phosphateasflux．Somefactorswhic

6、hcaneffectthecrystalsgrowthhavebeendiscussedinthiswork,suchastemperaturefielddistributionandcoolingrate；WehavedirectedtheKLa(P03)4crystalanddrawnthecrystalsimulation,whichexplainsthatthecrystallineformsdisplayedontheexternalfaceshavesimplecrystalorbindex，forex

7、amplethecrystallineforms{110}，{101)，etc．；WealsohavediscussedtheMacro-defectsoftheKLa(P03)4crystal，suchasinclusions，macrosteps；Inthiswork,theRamanspectraoftheKLa(P03)4crystalhasbeenstudiedandshowthatthebasicstructureisthehelixchaincomposedof(P03h；Finally,thetra

8、nsmissionspectraoftheKLa(P03)4crystalexplainsthattherearesowell-permeabilityfrom170nlnto3000hill．Moreover,secondharmonicgenerationoftheKLa(P03)4crystalhasbeendeseoveredbyexperiment