大尺寸非线性光学晶体K3B6O10Br的生长及355nm激光三倍频输出
结题报告
批准号:
51502307
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
21.0 万元
负责人:
夏明军
学科分类:
E0201.人工晶体与玻璃材料
结题年份:
2018
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
徐波、王幸、陈鹏允、方智、吴臣臣
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中文摘要
以非线性光学晶体为核心的355nm紫外激光,在精密微加工、医疗、光通讯、光刻、军事等领域具有重大的应用价值。KBB(K3B6O10Br)晶体具有大的非线性光学系数(d22=1.23pm/v),短的紫外截止波长(182nm),不潮解、易于加工等性能。在我们前期的研究基础上,找到了新的助熔剂体系(氧化物-氟化物)并生长了单晶,实现了45.5W的高功率倍频激光输出(发表在Opt.Lett,40(2015)1073)。本项目主要研究大尺寸的KBB助熔剂体系优化和单晶生长,解决200-280nm紫外波段非本征吸收的问题,研究晶体器件的三倍频参数(包括有效倍频系数,匹配角,接受角,温度带宽,走离角等),以及首次实现三倍频355nm的瓦级输出,并最终评估其在紫外波段应用前景。作为潜在有应用前景的三倍频晶体,KBB晶体的深入研究对继续保持我国在紫外非线光学晶体领域领先地位具有一定意义。
英文摘要
Ultraviolet (UV) lasers at 355 nm through frequency conversion technique by core materials of nonlinear optical (NLO) crystals have been widely used in the fields of fine manufacturing, medicine, optical communication, optical lithograph, military, etc. KBB (K3B6O10Br) NLO crystal possesses large NLO coefficient (d22=1.23 pm/v), short UV cut-off (182 nm), nondeliquescence and good mechanical properties. In our previous studies, KBB crystals were successfully grown from the metal oxide-fluoride flux system. And using KBB crystal, a 45.5 W nanosecond 532 nm average power output was obtained via second harmonic generation (Published in Opt. Lett, 40(2015)1073). In this project, we will mainly investigate optimization of flux system, crystal growth with larger sizes, solution of UV absorption in the range of 200-280 nm, third harmonic generation (THG) optical parameters (including effective NLO coefficient, acceptance, temperature and walk-off angles) and achievement of THG watt level power output for the first time. KBB crystal is a new promising NLO crystal application in the field of THG process. Thus, as a new potential NLO crystal, the research for the bulk crystal growth and THG properties of KBB crystal is also very important to generate UV laser at 355 nm.
以非线性光学晶体为核心的355 nm紫外激光,在精密微加工、医疗、光通讯、光刻、军事等领域具有重大的应用价值。KBB(K3B6O10Br)晶体具有大的非线性光学系数(d22=1.23 pm/v),短的紫外截止波长(182 nm),不潮解、易于加工等性能。本项目通过优化KF-PbO助熔剂体系,稳定生长出多块超过30 mm高光学质量的KBB晶体,最大生长尺寸为50 mm,光学均匀性达⊿n ≈3.3×10-5/cm的大尺寸高光学质量的KBB 晶体。系统研究晶体热膨胀、热导率、热扩散、比热等热学性能,利用一块4 × 4 × 13.3 mm3一类相位匹配的KBB 晶体,实现了19.3 W 三倍频355 nm紫外激光输出,最高转换效率为18.3%,为全固态激光器发展需要提供新的备选的优异非线性光学晶体。发表论文标有项目号的SCI论文30篇,其中以第一作者或通讯作者在JACS, Opt. Express, J. Cryst. Growth等期刊发表论文20篇。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Orthoborates LiCdRE5(BO3)(6) (RE = Sm-Lu and Y) with Rare-Earth Ions on a Triangular Lattice: Synthesis, Crystal Structure, and Optical and Magnetic Properties
三角形晶格上含有稀土离子的正硼酸盐 LiCdRE5(BO3)(6)(RE = Sm-Lu 和 Y):合成、晶体结构以及光学和磁性
DOI:10.1021/acs.inorgchem.7b00756
发表时间:2017
期刊:Inorganic Chemistry
影响因子:4.6
作者:Xia Mingjun;Zhai Kun;Lu Jun;Sun Young;Li R. K.
通讯作者:Li R. K.
Crystal growth, structure and optical properties of a new acentric crystal La2Al4.68B8O22 with a short UV absorption edge
新型短紫外吸收边无心晶体La2Al4.68B8O22的晶体生长、结构和光学性质
DOI:10.1039/c5nj03646a
发表时间:2016
期刊:New Journal of Chemistry
影响因子:3.3
作者:Guo Shu;Liu Lijuan;Xia Mingjun;Wang Xiaoyang;Bai Lei;Xu Bo;Huang Qian;Chen Chuangtian
通讯作者:Chen Chuangtian
Noncentrosymmetric Cubic Cyanurate K6Cd3(C3N3O3)(4) Containing Isolated Planar pi-Conjugated (C3N3O3)(3-) Groups
含有孤立平面 π 共轭 (C3N3O3)(3-) 基团的非中心对称立方氰尿酸酯 K6Cd3(C3N3O3)(4)
DOI:10.1021/acs.inorgchem.7b02860
发表时间:2018
期刊:Inorganic Chemistry
影响因子:4.6
作者:Xia Mingjun;Zhou Molin;Liang Fei;Meng Xianghe;Yao Jiyong;Lin Zheshuai;Li Rukang
通讯作者:Li Rukang
DOI:10.1016/j.optcom.2018.02.017
发表时间:2018-06
期刊:Optics Communications
影响因子:2.4
作者:Z. Hou;Li-Jie Wang;M. Xia;D. Yan;Qiulin Zhang;Lizhen Zhang;Long-xiang Liu;Degang Xu;Deyin Zhang;Wang Xiao-duo;Rukang K. Li;Chao Chen
通讯作者:Z. Hou;Li-Jie Wang;M. Xia;D. Yan;Qiulin Zhang;Lizhen Zhang;Long-xiang Liu;Degang Xu;Deyin Zhang;Wang Xiao-duo;Rukang K. Li;Chao Chen
Photoluminescence properties and preferable site occupancy of Ce3+ in apatite-like RbSr4(BO3)3 blue-emitting phosphors for white LEDs
白光 LED 类磷灰石 RbSr4(BO3)(3) 蓝光荧光粉中 Ce3 的光致发光特性和优选位点占据
DOI:10.1039/c7nj02178j
发表时间:2017-11-07
期刊:NEW JOURNAL OF CHEMISTRY
影响因子:3.3
作者:Jia, Zhen;Xia, Mingjun
通讯作者:Xia, Mingjun
新型高抗光损伤阈值宽透过非线性光学晶体Rb4Li2TiOGe4O12生长及其变频和电光性能研究
国内基金
海外基金