大尺寸BBO晶體的生長(zhǎng)及非線性光學(xué)晶體的探索.pdf

1、偏硼酸鋇（β-BaB2O4）晶體（簡(jiǎn)稱BBO晶體），是我國(guó)首次發(fā)現(xiàn)和研制的一種新型紫外倍頻晶體，已廣泛應(yīng)用于激光倍頻、混頻、光參量振蕩器等方面，成為現(xiàn)代非線性光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中的核心材料之一。然而穩(wěn)定生長(zhǎng)大尺寸BBO晶體仍然存在技術(shù)難題，這一難題成為制約該晶體深入應(yīng)用的瓶頸。本論文從BaB2O4-NaF體系相平衡圖入手，根據(jù)杠桿規(guī)則推導(dǎo)出BBO晶體生長(zhǎng)的降溫速率數(shù)學(xué)表達(dá)式，以理論為指導(dǎo)，探索穩(wěn)定生長(zhǎng)大尺寸BBO晶體的生長(zhǎng)工藝。
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2、線性光學(xué)晶體發(fā)展幾十年來(lái)，已發(fā)現(xiàn)的晶體基本滿足了從紫外-可見(jiàn)-近紅外區(qū)波段的光源。然而在深紫外區(qū)域（特別是200nm以下）和遠(yuǎn)紅外區(qū)域的（特別是5μm-20μm）兩端，仍缺少可以應(yīng)用的非線性光學(xué)晶體。因此，非線性光學(xué)晶體的探索仍然任重道遠(yuǎn)。過(guò)去非線性光學(xué)晶體的探索主要以“炒菜”式（激光粉末倍頻效應(yīng)篩選法）為主，成本高、效率低。尋找更加科學(xué)的方法，已經(jīng)成為探索新型非線性光學(xué)晶體的必然之路。本論文以ICSD數(shù)據(jù)庫(kù)中磷酸鹽化合物的結(jié)構(gòu)為材料源

3、，以“陰離子基團(tuán)理論”為基礎(chǔ)，利用平面波贗勢(shì)近似方法，采用理論指導(dǎo)實(shí)踐的方式，探索新的非線性光學(xué)晶體的尋找模式。
　　本論文分為兩個(gè)部分：
　　（1）從BBO晶體的相平衡圖入手，根據(jù)杠桿原理推導(dǎo)出降溫速率的數(shù)學(xué)表達(dá)式，研究晶體生長(zhǎng)過(guò)程中降溫速度、提拉速度、晶體半徑、液相線斜率、熔體組分和助熔劑質(zhì)量的關(guān)系，穩(wěn)定生長(zhǎng)出大于20mm的BBO晶體。探索出理論指導(dǎo)實(shí)踐的生長(zhǎng)方法。
　　（2）利用“陰離子基團(tuán)理論”及贗勢(shì)平面波法計(jì)