cr3+ cdwo4晶體的發(fā)光特性及其在可調(diào)諧激光器中的應用研究【開題報告+文獻綜述+畢業(yè)設計】

1、1畢業(yè)設計開題報告畢業(yè)設計開題報告電子信息科學與技術電子信息科學與技術Cr3:Cr3:CdWO4CdWO4晶體的發(fā)光特性及其在晶體的發(fā)光特性及其在可調(diào)諧激光器可調(diào)諧激光器中的應用研究的應用研究一、選題的背景與意義近幾年來可調(diào)諧固體激光器在工業(yè)、軍事和科研等許多領域已經(jīng)得到廣泛的應用人們越來越重視這一領域的研究工作尤其受到人們關注的是以Cr3作為激活離子的激光晶體。鎢酸鎘（CdWO4CWO）是一種高密度（7.9gcm3）、高發(fā)光效率、短余

2、輝時間的閃爍材料。[12]與其它多種無機閃爍晶體相比較，鎢酸鎘閃爍單晶具有發(fā)光效率較高，余輝時間短，X射線吸收系數(shù)大，抗輻照損傷性能強，材料密度大，無潮解性等特性，可廣泛應用于核醫(yī)學成像、安全檢查、工業(yè)計算機斷層攝(ComputertomographyCT)、石油測井、高能物理等技術領域，尤其在醫(yī)用XrayCT、集裝箱檢查系統(tǒng)領域具有非常重要的應用。迄今國內(nèi)外已有采用提拉法生長鎢酸鎘單晶的研究報道。[37]而且，通過閱讀大量的文獻發(fā)現(xiàn)C

3、WO和雜質(zhì)離子同時存在的發(fā)光現(xiàn)象也常常容易使人琢磨不清，在我們有意的同時生長出純的CWO和摻入雜質(zhì)離子的CWO后能比較的容易將兩者區(qū)分開。不同類型的雜質(zhì)離子摻入到CWO和其他鎢酸鹽中已經(jīng)得到了廣泛的研究。一價離子Na、Cs[89]，二價離子Co2、Pb2[811]，三價離子Bi3、Sm3[1213]和其他一些高價態(tài)離子Si4、Nb5、Mo6[8]被摻入到CWO后已經(jīng)得到了不同的效果。摻Cr鎢酸鎘氧化物晶體具有良好的物化穩(wěn)定性，其晶體的結(jié)

4、構特征可為發(fā)光中心提供更高效率的發(fā)光環(huán)境，有利于實現(xiàn)高效率的激光輸出，可廣泛應用于紅外寬帶光學放大器與可調(diào)諧激光器等光學領域中。綜合以上分析，我們嘗試在CdWO4中摻雜Cr3并對Cr3:CdWO4晶體的發(fā)光特性在可調(diào)諧激光器中具體的研究。二、研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題：3準確稱量氧化物原料，稱量精確度為1mg。原料經(jīng)過充分研磨混合后，將所配粉料壓制成致密料錠。將料錠裝入剛玉坩堝，將坩堝密封后置于電阻爐中，在1000～1150℃經(jīng)過

5、2～6h燒結(jié)，獲得CdWO4白色陶瓷狀多晶料錠，通過粉末X射線衍射(XraydiffractionXRD)分析證實這種多晶料為鎢酸鎘物相。把WO3分別與CdO按照化學計量比混合均勻后壓制成塊后，固相燒結(jié)反應法合成摻Cr系列CdWO4晶體。在熔點附近選擇多個不同的溫度點實驗最佳合成溫度：將采用不同的燒結(jié)氣氛，包括惰性的氬氣氛、氧化氣氛和氫還原氣氛，初步實驗燒結(jié)氣氛對發(fā)光的影響：結(jié)合燒結(jié)溫度的變化，初步確定溫度、氣氛等工藝條件對紅外發(fā)光的影

6、響規(guī)律。根據(jù)這些情況，確定晶體生長過程所采用的生長氣氛[14]。通過高溫燒結(jié)與坩堝下降法工藝的實驗手段制備多晶與單晶：用DTATG熱分析儀、FTIR紅外光譜、Raman光譜、掃描電子顯微鏡、投射電鏡、x射線衍射儀來研究晶體的結(jié)構、組分、物化性能與圍觀形貌；用吸收光譜儀、LD（800nm，980nm）半導體泵浦源、鈦寶石激光器、TRAX550熒光光譜儀、低溫裝置、示波器來研究晶體的光譜特性。四、研究的總體安排與進度：1.2010年11月—

7、2010年12月查閱文獻，了解課題的背景和意義，構思時間安排和進度計劃。2.2011年1月—2010年2月開始嘗試做試驗，采用坩堝下降法生長晶體。3.2011年2月—2011年3月對上述樣品進行全面的光學及光譜性能測試、分析研究。4.2011年3月—2011年4月畢業(yè)論文撰寫的和答辯。五、主要參考文獻：[1]ISHIIMKOBAYASHIM.Singlecrystalsfradiationdetect[J].ProgCrystGrowt

8、hactMater199123:245–311.[2]臧競存.鎢酸鹽閃爍單晶材料的現(xiàn)狀和發(fā)展[J].材料導報19956:35–38.ZANGJingcun.MaterRev(inChinese)19956:35–38.[3]SABHARWALSCSANGEETA.StudyofgrowthimperfectionsopticalabsptionthermoluminescenceradiationhardnessofCdWO4[J].J