紫外、深紫外非线性光学晶体的最新进展和应用前景
紫外、深紫外非线性光学晶体的最新进展和应用前景
紫外、深紫外非线性光学晶体的最新进展和应用前景
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
Beijing Center for Crystal R&D,<br />
Technical Institute of Physics and Chemistry,<br />
Chinese Academy of Sciences<br />
Recent Advances and applications<br />
of NLO Crystals<br />
陈 创 天(Chuangtian Chen)
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
(一)非线性光学晶体的主要应用领域<br />
(1) 红外光谱区(900nm~10µm)<br />
目标:产生3~8µm连续可调光源<br />
方法:使用I.R. NLO 晶体,通过光参量(或差频)<br />
下转换。<br />
2.1 µm→2.7µm~8.0 µm<br />
2.93 µm→3.8 µm~12.4µm<br />
用途:测量分子的振动谱<br />
测量大气污染(CO, CO 2 , NO x ,C n H 2n+2 ……)<br />
军事
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
主要晶体: ZGP(ZnGeP 2 )<br />
问题: 光损伤阈值过低<br />
60MW/cm 2<br />
New crystals: LiInS 2 , LiInSe 2<br />
0.4μm -12μm;<br />
d 15 =(7.94±20%) pm/v, d 24 =(5.73±20%) pm/v<br />
Thermal conductivity is 5 times larger<br />
than those of AGS and AGSe<br />
Damage threshold ~ 100mw/cm 2<br />
LiGaS2 , LiGaSe2 and LiGaTe2
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
(b)远红外光谱区(~100µm, THz)<br />
方法:使用I.R. NLO 晶体( GaSe, GaP ),<br />
通过差频下转换。<br />
用途: (1) Identification of chemicals and<br />
explosives<br />
(2) Detection of DNA and Cancer<br />
(3) Imaging of drugs<br />
…
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
(2) 可见光谱区(700nm~400nm)<br />
目标:产生 瓦级(W) RGB光源<br />
100mW RGB光源<br />
方法:(1)Nd:YVO 4 的3条发射谱<br />
(1342nm, 1064nm, 946nm)的倍频<br />
671nm(R), 532nm(G), 473nm(B)<br />
(2) 532nm 泵 光参量,再倍频<br />
630nm(R), 532nm(G), 460nm(B)<br />
LBO: 4×4 ×50 mm
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
Bulk LBO
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
LBO OPO晶体器件
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
• 10瓦级全固态准连续红光 红光激光器<br />
(DPL-SR01型)660nm 21.7W(4×4 ×50 mm 3 )<br />
连续红光 红光激光器660nm 11.3W(4×4 ×50 mm3 )<br />
• 大功率端泵全固态准连续绿光 绿光激光器<br />
(DPL-EG04型) 532nm 200.0W(4×4 ×50 mm 3 )<br />
高光束质量 M 2 x=1.34、M 2 y=1.49<br />
• 大功率准连续蓝光激光器<br />
(DPL-SB01型) 440nm 7.6W( 4×4 ×50 mm 3 )<br />
连续蓝光激光器 440nm 3.0W( 4×4 ×50 mm 3 )
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
晶体:瓦级:LBO (3×3 ×20 mm)<br />
100 mW: Nd:YAG + KTP<br />
用途:大型激光显示,激光影院(瓦级)<br />
小型激光显示,家庭影院(100mW)
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
红光激光器<br />
绿光激光器<br />
蓝光激光器<br />
实现60 实现 60 吋激光家庭影院原理演示<br />
激光家庭影院原理演示<br />
透镜<br />
透镜<br />
透镜<br />
国内首次<br />
屏
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
激光投影与显示已成为关键的核心技术。<br />
利用红、绿、蓝三色激光器做成的超小型集成显示,<br />
以及在此基础上开发出便携式投影与显示技术,<br />
将成为下一代高分辨率、高清晰度、可携带,<br />
甚至装在口袋里的数字显示设备。
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
(3) 近紫外光谱区(400nm~200nm)<br />
目标:获得30W ; 10W; (CW 或 QCW)<br />
355nm; 266nm ;212 nm光源<br />
方法:Nd: YAG (Nd:YVO 4 ) 激光(1064nm)3,4 ,5<br />
倍频<br />
晶体 3倍频 LBO-15W(可能 CBO-17W)<br />
4倍频 CLBO-4-6W(20W)<br />
5倍频 CLBO-(5.6W)<br />
用途:激光印刷、激光照片冲洗<br />
实现革命性变化:无需暗房,不需要冲洗…..<br />
光刻技术
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
CBO:65x44x49 mm 3
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
CBO Bulk Crystal
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
CBO device for THG(355 nm)
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
355nm Output Power (W)<br />
20<br />
18<br />
16<br />
14<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
THG in CBO Crystal<br />
Crystal Length: 16.17mm<br />
0<br />
0 20 40 60 80 100 120 140<br />
Inout 1064&532nm Power (W)<br />
17.7w→
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
(4) 深紫外、真空紫外光谱区(λ
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
Development of Photolithography<br />
Recent Status:<br />
Optical source for lithography<br />
ArF excimer Laser : 193 nm 20W<br />
Optical source for Inspection : 193 nm 5mW<br />
Δλ~0.1 pm<br />
Ti:sapphire (772 nm)+LBO (2HG)+BBO (3HG)<br />
+BBO (4HG) → 193 nm<br />
Ti:sapphire+LBO (2HG) +KBBF (4HG) → 193 nm
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
Fs, 193 nm pulse –nanosurgery tool<br />
Power: 5-10 mw<br />
Pulse duration: 50-100 fs<br />
Focused laser beam diameter: ≈100 nm<br />
Efficiency absorbed by tissue and protein:<br />
The laser permits surgery within cells<br />
≈100% power of 193 nm
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
The photoemission spectrometer using VUV laser<br />
Photon energy: hν=6.994 ev<br />
High-energy resolution:
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
Linear and nonlinear optical properties of<br />
Crystal Ponit group<br />
KBBF and SBBO family<br />
Transparent<br />
Range (nm)<br />
dij<br />
(pm/V)<br />
Δn<br />
(1064-532nm)<br />
Shortest SHG<br />
Wavelength<br />
(nm)<br />
KBBF D3 155-3660 d 11 = 0.49 0.077 170.0<br />
SBBO D3h 175-3780 d 22 =?<br />
TBO D3h 200-3780 d 22 =?<br />
BABO D3 ≈180-3780 d 11 = 0.75 ≈ 0.05<br />
KABO D3 180-3780 d 11 = 0.48 0.074 225<br />
♣SBBO: Sr 2 Be 2 B 2 O 7 ; BABO: BaAl 2 B 2 O 7 …
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
Basic Data of KBBF (KBe 2BO 3F 2) Crystal<br />
Space group: R32<br />
Unit cell: a =b = 4.427(4) Å<br />
c = 18.744(9) Å<br />
z = 3<br />
Density: 2.41 g/cm3 Decomposition temperature: (820±3) °C<br />
Melt point: ≈ 1030 °C<br />
No other phase at from room temperature to 820 °C<br />
Chem-Physical Properties: No hygroscopicity<br />
layer habit<br />
Good mechanical property<br />
Hardness: ≈BBO<br />
Growth method: top seed with flux<br />
Size of KBBF crystal: Year 2004: 10×10×2.5 mm3 Year 2006: 10×10×3.5 mm3
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
KBBF has now two growth methods<br />
(1) Flux method: 10x10x3.5 mm 3<br />
(2) New method: 15x10x5.5 mm 3
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
KBBF structure
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
cm
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
cm
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
cm<br />
KBBF<br />
KBBF-Glass prism
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
n<br />
Sellmeier Equations of KBBF Crystal<br />
1.1713⋅<br />
λ<br />
λ − 0.00733<br />
2<br />
2<br />
o = 1+ 2<br />
2<br />
−0.01022⋅λ refractive index<br />
1.65<br />
1.60<br />
1.55<br />
1.50<br />
1.45<br />
1.40<br />
n<br />
2<br />
2<br />
e = 1+ 2<br />
2<br />
−0.00169⋅λ KBBF crystal<br />
0.9316⋅<br />
λ<br />
λ − 0.00675<br />
n o measured<br />
n e measured<br />
1.35<br />
0.0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0<br />
Wavelength (μm)
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
SHG PM Angle<br />
75<br />
70<br />
65<br />
60<br />
55<br />
KBBF Crystal<br />
experimental data<br />
old relation<br />
50<br />
330 340 350 360 370 380 390 400 410 420<br />
Fundamental Wavelength (nm)
SHG PM Angle<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
KBBF Crystal<br />
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
expeimental data<br />
old relation<br />
200 400 600 800 1000 1200 1400<br />
Fundamental Wavelength (nm)
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
Phase-matching angles<br />
(from I.R. region to visible region)<br />
λ ω λ 2ω Exp.(°) Cal.(°) Error(°)<br />
1400 700 19.3 19.06 0.24<br />
1300 650 19.3 19.05 0.25<br />
1200 600 19.6 19.27 0.33<br />
1342 671 18.6 19.03 -0.43<br />
1064 532 20.2 20.11 0.09<br />
950 475 21 21.41 -0.41<br />
900 450 22 22.21 -0.21<br />
850 425 23.1 23.18 -0.08<br />
770 385 25.1 25.16 -0.06<br />
680 340 27.6 28.24 -0.64<br />
600 300 32.1 32.07 0.03<br />
589 294.5 32.5 32.71 -0.21<br />
550 275 34.9 35.25 -0.35
Phase-matching angles<br />
(from visible region to UV region)<br />
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
λ ω λ 2ω Exp.(°) Cal.(°) Error(°)<br />
532 266 36.2 36.6 -0.4<br />
500 250 39.6 39.34 0.26<br />
480 240 41.7 41.33 0.37<br />
460 230 44 43.57 0.43<br />
410 205 51.5 50.83 0.67<br />
388.4 194.2 55.1 55.08 0.02<br />
367.4 183.7 60.2 60.35 -0.15<br />
354.7 177.35 64.5 64.42 0.08<br />
352.4 176.2 65.3 65.27 0.03<br />
345 172.5 68.3 68.28 0.02<br />
340 170 70.4 70.66 -0.26
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
Problems:<br />
(1) The bulk crystal is still easy of cleaving.<br />
So, PCT technique of KBBF is needed<br />
for harmonic generation.<br />
(2) The bulk crystals grown by the new method<br />
have some of structural problems
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
θPM<br />
λω<br />
Prism-Coupling Technique<br />
λ 2ω<br />
λω<br />
C.T.Chen et al. Chin.Phys.Lett. 18(8), 1081 (2001)
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
1mm<br />
old crystal(1.2mm)<br />
Old crystal(0.7mm)
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
Conversion Efficiency (%)<br />
32<br />
28<br />
24<br />
20<br />
16<br />
12<br />
8<br />
4<br />
3mm KBBF<br />
1.8mm KBBF<br />
0<br />
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12<br />
Peak-power Itensity (GW/cm 2 )<br />
Fourth harmonic generation of Nd:YAG laser of<br />
KBBF crystals with flux method
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
Conversion Efficiency (%)<br />
32<br />
30<br />
28<br />
26<br />
24<br />
22<br />
20<br />
18<br />
16<br />
14<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
1.8mm<br />
2.2mm<br />
0<br />
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12<br />
Peak-power Intensity (GW/cm 2 )<br />
Fourth harmonic generation of Nd:YAG laser<br />
of KBBF crystals with flux method
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
Conversion efficiency (%)<br />
4.0<br />
3.5<br />
3.0<br />
2.5<br />
2.0<br />
1.5<br />
1.0<br />
0.5<br />
crystal length: 1mm<br />
0.0<br />
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0<br />
532nm Peak-power Density (GW/cm2 )<br />
(New growth method)<br />
0<br />
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12<br />
Fourth harmonic generation with KBBF crystal<br />
Conversion Efficiency (%)<br />
32<br />
28<br />
24<br />
20<br />
16<br />
12<br />
8<br />
4<br />
crystal length: 1.8mm<br />
532nm Peak-power Density (GW/cm2 )<br />
(Flux method)
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
Conversion efficiency (%)<br />
0.14<br />
0.12<br />
0.10<br />
0.08<br />
0.06<br />
0.04<br />
0.02<br />
crystal length: 1.05mm<br />
0.00<br />
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5<br />
532nm Peak-power Density (GW/cm 2 )<br />
Fourth harmonic generation of Nd:YAG laser<br />
with KBBF crystal grown by the new method
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
The structural problems:<br />
d eff =d 11 × cosθ×cos3φ<br />
θ pm angle is fixed for the different position of the crystal<br />
φ pm angle can vary for the different position of the crystal<br />
As a result:<br />
η(shorter)>η(longer)
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
Laser excitation photoemission spectrometer<br />
Cryostat<br />
Electron analyzer<br />
Measurement chamber<br />
Laser<br />
KBBF crystal
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
The papers published at PRL:<br />
(1) “Photoemission spectroscopic evidence of gap anisotropy<br />
in an f-electron superconductor”,<br />
Phys.Rev. Lett. 94 , 057001 (2005)<br />
(2) “Bulk-And Surface-Sensitive High-Resolution<br />
Photoemission Study of Two Mott-Hubbard<br />
Systems:SrVO3 and CaVO3”,<br />
phys.Rev.Lett. 96 , 076402 (2006)<br />
(3) “Heavy-Fermion-Like State in A Transition Metal Oxide<br />
LiV2O4 Single Crystal: Indication of Kondo Resonance<br />
in The Photoemission Spectrum”<br />
Phys.Rev.Lett. 96 , 076402 (2006)
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
“Photoemission spectroscopic evidence of gap anisotropy in an f-electron<br />
superconductor”, Phys.Rev. Lett. 94, 57001,(2005)
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
Output power [mW]<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0<br />
0.69 original<br />
0.69 calculated<br />
4<br />
6<br />
400nm→200nm<br />
Power density [GW/cm2]<br />
8<br />
Pulse width : 180fs<br />
Repetition rate : 1kHz<br />
Beam diameter : 3mm<br />
10
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
Conversion efficiency [%]<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0.69 original<br />
0.69 calculated<br />
4<br />
400nm→200nm<br />
6<br />
Power density [GW/cm2]<br />
8<br />
Pulse width : 180fs<br />
Repetition rate : 1kHz<br />
Beam diameter : 3mm<br />
10
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
Output power [mW]<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0.69mm_original<br />
0.69mm_calculated<br />
2<br />
3<br />
387nm→193.5nm<br />
Power density [GW/cm2]<br />
4<br />
Pulse width : 180fs,<br />
Repetition rate : 1kHz<br />
Beam diameter : 3mm<br />
5<br />
6
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
Conversion efficiency [%]<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0.69mm_original<br />
0.69mm_calculated<br />
2<br />
387nm →193.5nm<br />
3<br />
Power density [GW/cm2]<br />
4<br />
Pulse width : 180fs<br />
Repetition rate : 1kHz<br />
Beam diameter : 3mm<br />
5<br />
6
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
Output power [mW]<br />
14<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0.69 original<br />
0.69 calculated<br />
0.63 original<br />
0.63 calculated<br />
5<br />
387nm→193.5nm<br />
10<br />
Power density [GW/cm2]<br />
Pulse width : 180fs<br />
Repetition rate : 1kHz<br />
Beam diameter : 3mm<br />
15<br />
20
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
Output power [mW]<br />
1<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
9<br />
0<br />
193 nm<br />
1<br />
2<br />
Time [hours]<br />
input power density<br />
9.2 GW/cm2 @0929<br />
4.3 GW/cm2 @0930<br />
3<br />
4
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
Output power [mW]<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
0<br />
1<br />
2<br />
Time [hours]<br />
3<br />
Output power<br />
Fundamental<br />
4<br />
2.0<br />
2.1<br />
2.2<br />
2.3<br />
2.4<br />
Fundamental through LBO [W]
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
(=)The polymorphous problem of SBBO family<br />
Total 5 crystals of SBBO family have been<br />
discovered:<br />
SBBO (Sr 2 Be 2 B 2 O 7 ), TBO (Ba 2 Be 2 B 2 O 7 )<br />
BABO(BaAl 2 B 2 O 7 ),<br />
KABO(K 2 Al 2 B 2 O 7 ), NABO (Na 2 Al 2 B 2 O 7 )<br />
C. T. Chen, Y. B. Wang, B.C. Wu , K. C. Wu, W. L. Zeng, L. H. Yu,<br />
Nature .VOL 373 .26 January 1995 322-324.
(1) Only one space structure of KABO( P321<br />
)<br />
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
Al<br />
O<br />
K<br />
B<br />
Reason:The each layer [AlBO3] ∞ is bridged by the oxygen<br />
Al<br />
atom of the Al O 4 group to the next layer。<br />
K<br />
B<br />
O
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
B<br />
O<br />
O<br />
Al<br />
Each layer[AlBO 3 ] ∞ of KABO is bridged by the oxygen atom<br />
out-of the plane in the AlO 4 group to the next layer<br />
O<br />
O<br />
O<br />
B<br />
Al
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
Al<br />
O<br />
O<br />
B<br />
Network structure of each layer [AlBO 3 ] ∞ in a-b plane of KABO<br />
Al<br />
B
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
Structure Unit:<br />
Two structures<br />
coexist each other:<br />
(2)Structure of NABO<br />
[ ]<br />
2<br />
Al2B2O7 −<br />
∞<br />
[ ]<br />
2<br />
Al2B2O7 −<br />
∞<br />
P 31c<br />
P63 / m<br />
Double layers<br />
Na + ions located both within<br />
and between those double layers<br />
(No. 163)<br />
(No. 176)<br />
Space structure of BABO is similar with NABO
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
B<br />
O<br />
O<br />
Al<br />
Two double layer structures of NABO<br />
O
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
↑<br />
tw isted<br />
↓<br />
Na<br />
Al<br />
B O<br />
Na<br />
(N3) (N 6 )<br />
↑<br />
aligned<br />
↓<br />
Al<br />
B O<br />
P31c P63/ m
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
E total (eV)<br />
-92.15<br />
-92.20<br />
-92.25<br />
-92.30<br />
-92.35<br />
-92.40<br />
-92.45<br />
N3 P-31c<br />
N6 P6 /m 3<br />
0.145 0.150 0.155 0.160 0.165 0.170 0.175<br />
Volume/mole (nm 3 )<br />
↑<br />
twisted<br />
↓<br />
Na<br />
Al<br />
B O<br />
↑<br />
aligned<br />
↓<br />
Na<br />
(N3) (N6)<br />
Total energies of two structures calculated<br />
are near same with each other<br />
X.Y.Meng et al. J.Phys.Chem.Solids (2005)<br />
Al<br />
B O
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
6 months aged<br />
sample<br />
P63/m<br />
Freshly made P-31c<br />
structure<br />
P-31c
Structure Unit :<br />
(3)Space structure of SBBO<br />
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
[ ]<br />
4<br />
Be2B2O7 −<br />
∞<br />
[ ]<br />
4<br />
Be2B2O7 −<br />
∞<br />
Could be 5 structures coexisted。<br />
Double layers<br />
Sr 2+ ions located both within<br />
and between those double layers<br />
Structure of TBO is same with structure of SBBO。<br />
C. T. Chen, Y. B. Wang, B.C. Wu , K. C. Wu, W. L. Zeng, L. H. Yu, Nature .VOL 373 .26 January 1995<br />
322-324.
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
O<br />
B<br />
Be<br />
Two double layers structures of SBBO<br />
O
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
Type-I structure ( “Nature” 1995 )
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
twisted<br />
aligened<br />
Type-II structure
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
O<br />
B<br />
aligned<br />
aligned<br />
Be<br />
Type III structure<br />
Sr
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
Total energies of 3 structures of SBBO<br />
E SBBO-I = -96.23431 ev/mole<br />
E SBBO-II = -96.26539 ev/mole<br />
E SBBO-III<br />
= -96.25578 ev/mole
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
SBBO lattice could be to have the following<br />
domain structures:<br />
(1) (2) (3) (4)<br />
——<br />
+<br />
+<br />
+<br />
+<br />
——<br />
> > ><br />
——<br />
——<br />
+ +<br />
— —<br />
——<br />
+<br />
+<br />
——
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
(三) New members of KBBF family<br />
(1) NBBF (NaBe 2 BO 3 F 2 ): Monoclinic, C121, C 2<br />
Mat.Res.Bull., 29 pp.81-87, 1994<br />
(2) CBBF (CsBe 2 BO 3 F 2 ): Trigonal, R32, D 3<br />
(3) RBBF(RbBe 2 BO 3 F 2 ): Trigonal, R32, D 3
Basic Data of RBBF (RbBe 2BO 3F 2) Crystal<br />
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
Space group: R32<br />
Unit cell: a =b = 4.43987(3) Å<br />
c = 19.769(2) Å<br />
z = 3<br />
Density: 2.966 g/cm3 Decomposition temperature: ≈ 1000°C<br />
Melt point: ≈ 1000 °C<br />
No other phases from room temperature to 1000°C<br />
Chem-Physical Properties: No hygroscopicity<br />
layer habit<br />
Good mechanical property<br />
Hardness: Mohs 4-6<br />
Growth method: top seed with flux<br />
Size of RBBF crystal: Year 2005: Φ50×0.3 mm3
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
KBBF structure
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
RBBF Structure
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
d 11 =0.41pm/v<br />
d11 Maker fringes of RBBF<br />
d11 (RBBF) ≈ 1.06d36 (KDP) ≈ 0.41pm/v
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
In the future:<br />
(1) 100 mw QCW 193 nm output power with 4th<br />
HG of Ti:sapphire Laser<br />
(2) 100 mw QCW 177.3 nm output power with 6th<br />
HG of Nd:YAG Laser<br />
(3) Wide tunable coherent light output from<br />
200 nm-170.0 nm with 4th HG of tunable<br />
Ti:sapphire Laser
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
B<br />
K<br />
Be<br />
F<br />
O<br />
Space structure of<br />
KBBF
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
F<br />
B<br />
The (Be 2 BO 3 F 2 ) ∝ layer structure along a-b plane<br />
O<br />
Be
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
Bulk LBO
国家自然科学基金委员会<br />
数理学部实验物理讲习班<br />
Basic Data of KBBF (KBe 2BO 3F 2) Crystal<br />
Space group: R32<br />
Unit cell: a =b = 4.427(4) Å<br />
c = 18.744(9) Å<br />
z = 3<br />
Density: 2.41 g/cm3 Decomposition temperature: (820±3) °C<br />
Melt point: ≈ 1030 °C<br />
No other phase at from room temperature to 820 °C<br />
Chem-Physical Properties: No hygroscopicity<br />
layer habit<br />
Good mechanical property<br />
Hardness: ≈BBO<br />
Growth method:<br />
10×10×3.5 mm3 (Flux)<br />
15×10×5.5 mm3 ( New growth method )