江苏抛光CeYAP晶体

时间:2021年03月19日 来源:

钇铝石榴石(Y3Al5O12或YAG)单晶是一种优良的激光基质材料和光学衬底材料,其中Nd:YAG和Yb:YAG激光晶体得到了普遍的应用。Ce:YAG晶体作为闪烁材料在1992年引起了人们的注意[81]。Moszynski[82]和Ludziejewski[83]分别于1994年和1997年系统地研究了Ce:YAG晶体的闪烁特性,指出Ce:YAG晶体具有优异的闪烁特性。Ce:YAG衰减快(80ns),在530nm处发出荧光,其发射波长与硅光电二极管的探测敏感区相匹配,因此可应用于低能射线粒子的探测等领域[33]。目前Ce:YAG高温闪烁晶体已经商业化,主要用于扫描电子显微镜(SEM)的显示元件,其生长方法主要有直拉法和温度梯度法。近年来,Ce:YAG单晶薄膜[84]和Ce:YAG陶瓷[85-87]等闪烁体以其独特的优势引起了人们的关注。Ce:YAP晶体的自吸收机理是什么?江苏抛光CeYAP晶体

ce  : YaP晶体生长的温场调整

在晶体生长过程中,除了控制部分,坩埚形状和位置、保温罩结构、转速、拉速、气氛等因素都会对晶体质量产生影响。为了生长大尺寸晶体,有效改变晶体生长的温场和熔体对流状态,我们采用大直径铱坩埚进行生长,并设计了相应的保温罩系统。同时,在生长过程基本稳定后,我们通过适当改变氧化锆体系的结构和调整晶体生长的温场来寻求比较好的生长条件。

用原来的小坩埚(8050mm)生长大尺寸晶体时,晶体旋转产生的强制对流对熔体温场,有很大扰动,导致晶体直径控制问题,无法实现有效等径,从而影响晶体质量,如图3.6所示。所以我们选择了11080mm的铱坩埚,壁厚3 mm。

在晶体生长过程中,温场对晶体质量有重要影响[88]。静态下,温度场比较简单。主要考虑晶体的热传导和热辐射,可以得到晶体的温场沿轴向对称。当温度梯度沿轴向距离增大时,各分量(轴向/径向)呈指数下降,存在固液界面凹凸的临界条件。详细的计算过程和结果由Bu赖斯[97]给出。 北京品质优的CeYAP晶体CeYAG温梯法晶体生长的?

Ce:YAP晶体的生长过程

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(4)生长参数:根据Ir坩埚的尺寸和热场条件,通过观察YAP熔体的对流状态,晶体转速为10-20 rpm。考虑到钇铝石榴石(YAP)晶体中铈离子的分离系数较大(约0.5),晶体尺寸较大(55mm),实验选择的提拉速度为1-2mm/h。

(5)生长过程:装炉、抽真空、充气、加热熔化物料、烘烤籽晶、播种、缩颈、生长、提拉、冷却、取出晶体退火。为了保证炉内径向温度的轴对称分布,线圈中心、石英管中心、坩埚中心和籽晶中心应一致。

由于温度梯度法在生长大尺寸晶体方面具有优势,有望通过温度梯度法生长大尺寸Ce:YAG晶体,并改进后期退火工艺,获得大尺寸、高性能的Ce:YAG晶体。

首先,通过改进晶体生长炉的功率控制系统和重量传感系统,将晶体卸肩程序从30段增加到300段,提高了控制精度;重新设计坩埚和保温罩,并适当调整温度场工艺,解决了晶体形状无法有效控制的问题。成功生长出55mm180mm的大尺寸Ce: YAP晶体,晶体等径部分直径变化小于1 mm。

其次,比较了铈离子浓度、退火、辐照和杂质对铈: YAP晶体自吸收的影响。通过分析Ce: YAP晶体的自吸收机制,发现Ce4离子有一个电荷转移吸收峰,其半峰全宽接近100纳米。结果表明,降低Ce4离子的量可以压制Ce: YAP晶体的自吸收,Ce4离子可以明显猝灭Ce3离子的发光。 CeYAP晶体有哪些浓度?

2.一次电子和空穴,的弛豫即产生大量二次电子、空穴,光子、基本激子等电子激发;

3.低能二次电子和空穴,的弛豫(热化),即形成能隙宽度约为Eg的热化电子空穴对;

4.热化电子空穴将能量转移到发光中心并激发发光中心;

5.激发态的发光中心发出紫外或可见荧光,即闪烁光。

对于任何凝聚态物质,**个阶段是相似的。因此,为了便于讨论,我们将闪烁体中的物理过程分为两部分:(1)热化电子空穴对的产生(**个阶段);(2)发光中心的激发和发射。 CeYAG提拉法晶体生长的吗?湖南CeYAP晶体推荐货源

无机闪烁晶体的闪烁机理是什么?江苏抛光CeYAP晶体

不同退火条件下Ce: YAP晶体自吸收的比较

为了比较不同退火条件下退火对自吸收的影响,我们测量了相同厚度(2mm)和浓度(0.3%)的Ce: YAP晶体在不同温度和气氛下退火后的透射光谱、荧光光谱和XEL光谱。从图4-8可以看出,直拉法生长的Ce: YAP晶体经氢退火后透射边蓝移,自吸收减弱。当进行氧退火时,通过边缘红移增强了自吸收。氢的退火温度越高,自吸收越弱。氧的退火温度越高,自吸收越强。然而,退火温度的上限约为1600。如果温度太高,晶体容易起雾,导致几乎不渗透。 江苏抛光CeYAP晶体

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