新型被动Q开关材料的探索和硫氰酸汞镉水溶液稳定性的研究

1、原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：匿盘丝日期：训眵，牛、砂关于学位论文使用授权的声明本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。( 保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：胜导师签名：缀日期：塑曼：垒蟹山东大学博士学位论文摘要调Q 激光器是应用最为广泛的激光器之一，它产生的高峰值功率的激光脉冲在激光测距、定位、光通讯、数据处理、全息照相、医学研究、精密加工等领域具有广泛的应用价值。与主动调Q 激光器相比，使用可饱和吸收体的被动调Q 激光器具有结构简单、价格便宜、运转可靠等优点。近年来，具有可饱和吸收特性的被动调

2、Q 开关材料一直是非常活跃的研究领域，尤其应用于近红外区工作波长为1 ，0 6 4 岬和1 5 4 “m激光器的被动调Q 开关材料更是人们研究的热点，其中1 5 4l a m 波长的激光具有对人眼安全等优点。因此本论文选择应用于工作波长在1 0 6 4 扯m 和1 5 4 “m 激光器的被动调Q 开关材料为研究对象。采用新的制备技术，探索成本低廉的新型被动Q 开关材料，这具有重要的应用价值和一定的科学意义。另外，还对双金属硫氰酸盐配合物晶体材料硫氰酸汞镉( 分子式C d H g ( S C N ) 。，简称C M T C ) 溶液的稳定性和性质进行了初步的研究。C M T C 是一种极具潜力的可用于半导体激光直接倍频的光电子材料。系统地观察、分析各种因素对C M T C 溶液稳定性的影响，寻找出最佳的生长溶剂和较理想的生长条件，不仅对C M T C 单晶生长非常有实际意义，而且对该类材料的生长也有重要的指导意义。本论文主要研究内容和结论如下：一、应用于1 0 6 4p m 激光器的染料Q 开关材料研究将B D N 染料与有机玻璃P M M A 复合制成了固念被动Q 开关材料。光谱眭质表

3、明，B D N P M M A 复合材料的透过光谱与B D N 染料盒类似，在1 0 6 4 a m 处出现吸收峰。在1 0 6 4p mN d ：Y A G 激光器上，进行了调Q 测试，得到了能量为2 0 m J ，脉宽为2 0 n s 的脉冲输出。这表明B D N 染料和P M M A 分子之间没有发生相互作用，P M M A的引入并未破坏染料分子的可饱和吸收特性。这种固态的B D N P M M A 材料具有可加工、可抛光、处理的特点，可望推广应用。2 2 、应用于1 5 4g m 铒玻璃激光器的被动Q 开关材料研究1 、C 0 2 + ：S i 0 2 凝胶玻璃材料采用溶胶凝胶法，以正硅酸乙酯( T E O S ) 、C O C l 2 ，6 H 2 0 为原料，6 m o l f l 的H C I 为催化剂。分别制备了S i 0 2 和C o O S i 0 2 ( C o O 含量分别为O 1 ，0 2 ，O 3 ，O 3 5 和0 , 4 w t )凝胶材料，在4 0 1 0 0 0 0 C 温度范围内进行了干燥和热处理，获得了S i 0 2 和C o ”：S i 0 2

4、山东大学博士学位论文玻璃材料。系统地研究了C o ”：S i 0 2 材料在不同热处理温度下的紫外、可见及近红外区吸收光谱，并与未掺杂的S i 0 2 材料的吸收光谱进行了比较。得到了以下研究结果：( 1 ) C 0 2 + ：S i 0 2 凝胶材料的颜色随热处理温度的升高而发生变化。室温下凝胶呈粉红色，当加热到3 0 0 0 C 以上，成为蓝色。( 2 ) 在经过7 5 0 1 0 0 0 0 C 热处理获得的C o Z + ：S i 0 2 ( 含O 4 w t C o O ) 玻璃材料中，首次观察到了1 2 0 0 1 6 0 0n m 波段内宽的吸收带。并且，随热处理温度升高，吸收带强度增大。分析表明，这个宽的吸收带是由玻璃中形成的 C o O 。1 四面体配合物引起的。( 3 )当材料中C o O 含量较小时( 0 3 w t ) g l a s sh a s8p o t e n t i a la s ap a s s i v eQ s w i t c hf o rE r ：g l a s sl a S e ro p e r a t i n ga t1 5 4 n m 2

5、C o ”：Z n A l 2 0 4 S i 0 2n a n o c o m p o s i t e sT h eg e l so fc o m p o s i t i o n8 9 S 1 0 2 6 A 1 2 0 s 一5 Z n O x C o O ( x = 0 2 ，0 4 ，0 6 ，0 8 ，1 o )( m 0 1 ) ( Z A S C ) w e r ep r e p a r e db yt h es o l g e lm e t h o da tr o o mt e m p e r a t u r eb yu s i n gt w od i f i e r e n ta l u m i n u ms a l t s ：a l u m i n u mn i t r a t ea n da l u m i n u ma l k o x i d e ( a l u m i n u m i s o p r o p o x i d e ，A I ( O P r ) 3 ) ，a ss t a r t i n gm a t e r i a l s T r a n s p

6、 a r e n tb u l kC 0 2 + ：Z n A l 2 0 4 S i 0 2n a n o c o m p o s i t e s ，c o n t a i n i n gn a n o c r y s t a l l i n eC 0 2 + ；Z n A l 2 0 4d i s i 3 e r s e di ns i l i c ag l a s sm a t r i x ，7山东大学博士学位论文w e r eo b t a i n e df o r t h ef i r s tt i m eb yh e a t i n gZ A S Cd r i e dg e l s ，T h em i c r o s t r u c t u r ea n do p t i c a lp r o p e r t i e so ft h eh e a t e ds a m p l e sw e r es t u d i e d T oa v o i dt h ec r a c ko ft h eg e l s ，N ，N d i m e t h y lf o r m a m i

7、 d e ( D M F ) ，ak i n do fD r y i n gC o n t r o lC h e m i c a lA d d i t i v e ( D C C A ) ，w a sa d d e dt ot h eg e l sT h ec r a c k f r e eg e l sw i t l lt h ed i m e n s i o n so f 十5 5X2m n 。a n dm 3 5 2 5m m 3h a v eb e e no b t a i n e d T h er e s u l t ss h o wm a t ：( 1 ) T h ec o l o r so ft h eZ A S Cs a m p l ec h a n g e dw i t ht h ei n c r e a s i n go ft e m p e r a t u r e T h ed r i e dg e l sp r e s e n t e dap i n kc o l o rb u t ，w h e nh e a t - t r e a t e da tt e m

8、p e r a t u r e sh i g h e rt h a n3 0 0 0 C ，a c q u i r e db l u ec o l o r W i t ht h ei n c r e a s i n go fc o b a l tc o n c e n t r a t i o n sa n dt h i c k n e s so ft h es a m p l e ，t h eb l u ec o l o ro ft h es a m p l e sd e e p e n e d ( 2 ) C 0 2 + ：Z n A l 2 0 4n a n o c r y s t a l sa r ep r e c i p i t a t e dw h e nt h eg e l so b t a i n e db yu s i n gA I ( O P r ) 3s t a r t i n gm a t e r i a lw e r eh e a t e da b o v e8 5 0 。C T E Ms t u d i e ss h o wt h a tt h es p h

9、e r en a n o c r y s t a l sa r ee m b e d d e di nS i 0 2m a t r i x ，t h es i z eo ft h en a n o c r y s t a lp a r t i c l e si n c r e a s e sw i t ht h ei n c r e a s i n gt e m p e r a t u r e ，a n dt h ec r y s t a l l i t ed i a m e t e ri s4 - 15 n mi nt h et e m p e r a t u r er a n g eo f 9 0 0 11 0 0 。C C 0 2 + i o n sw e r el o c a t e di nt e t r a h e d r a ls i t e si nZ n A 2 0 4n a n o c r y s t a l s ( 3 ) T h ea b s o r p t i o ns p e c t r ao fC 0 2 + ：Z n A l 2 0 9 S i 0 2n a n o c o m p o s i t e s ，w h i c ha r ev e r ys i m i l a rt Ot h a to fC 0 2 + i o n si nb u l kc r y s t a l s ，c o n s i s to ft w oa b s o r p t i o nb a n d si nt h ew a v e l e n g t h so f4 0 0 2 0 0 0n r n ：o n ei si nt h ev i s i b l er e g i o n ，w h i l et h eo t h e ri si nt h en e a ri n f r a r e dr e g i o n T h es t r o n ga b s o r p t i o nb a n dc e n t e r e da t6 0 0m na n dt h eb r o a da b s o r p t i

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