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序 吴乾章 1

第一章 非线性光学晶体的理论基础 1

1.1 晶体的非线性光学现象 1

1.2 晶体的二阶非线性光学系数x？ 3

1.3 相位匹配 9

1.3.1 单轴晶(三方、四方、六方晶系晶体)的相位匹配 10

1.3.2 单轴晶有效倍频系数(xen) 19

1.3.3 双轴晶的相位匹配 24

1.4 光混频与光参量振荡 33

1.4.1 光混频 33

1.4.2 光参量振荡 34

1.5 三阶非线性光学效应 35

1.6 晶体的电光效应 37

1.6.1 线性电光效应 38

1.6.2 晶体折射率椭球的变化 42

1.6.3 线性电光效应的半波电压 44

1.6.4 二次电光效应 48

1.7 晶体的光折变效应 48

参考文献 52

第二章 非线性光学晶体概述 54

2.1 非线性光学晶体的发展概况 55

2.1.1 激光频率转换(变频)晶体 55

2.1.2 电光晶体 59

2.1.3 光折变晶体 61

2.1.4 有机非线性光学晶体 63

2.2 寻找新型非线性光学晶体的途径 65

2.2.1 从压电、热释电和铁电晶体中去寻找 65

2.2.2 非线性光学晶体的点群范围 66

2.2.4 激光粉末倍频效应筛选法 67

2.2.3 非线性光学晶体的经验规律 67

2.2.5 几种理论模型 70

2.2.6 电光与光折变晶体的探索 75

2.2.7 非线性光学晶体的展望 76

2.3 非线性光学晶体应具备的性质 78

2.3.1 激光频率转换晶体 78

2.3.2 电光晶体 79

2.3.3 光折变晶体 79

2.3.4 非线性光学晶体的分类 84

参考文献 84

第三章 磷酸盐和碘酸盐晶体 86

一 磷酸盐晶体 86

3.1.1 KDP晶体生长 93

3.1 KDP(磷酸二氢钾)晶体 93

3.1.2 KDP晶体的主要性质 97

3.1.3 KDP晶体的主要用途 102

3.2 ADP(磷酸二氢铵)晶体 102

3.2.1 ADP晶体生长 103

3.2.2 ADP晶体的主要性质 105

3.2.3 ADP晶体的主要用途 106

3.3 DKDP(磷酸二氘钾)晶体 107

3.3.1 DKDP原料的合成 107

3.3.2 DKDP晶体生长 108

3.3.3 DKDP晶体生长中应注意的几个问题 112

3.3.4 DKDP晶体的主要性质 113

3.4.1 DCDA原料的合成 115

3.4 DCDA(砷酸二氘铯)晶体 115

3.3.5 DKDP晶体的主要用途 115

3.4.2 DCDA晶体生长 116

3.4.3 DCDA晶体的主要性质 117

3.4.4 DCDA晶体的主要用途 119

3.5 KTP(磷酸钛氧钾)晶体 120

3.5.1 KTP晶体的生长外形和结构 123

3.5.2 高温溶液法生长KTP晶体 125

3.5.3 KTP晶体的生长基元 129

3.5.4 水热法生长KTP晶体 131

3.5.5 KTP晶体的主要性质 132

3.5.6 KTP晶体的主要用途 136

3.6 其他KTP型晶体 136

二 碘酸盐晶体 137

3.7 α-Li？O3(α-碘酸钾)晶体 138

3.7.1 α-Li？O3晶体生长 139

3.7.2 α-Li？O3晶体的主要性质 143

3.7.3 α-Li？O3晶体的主要用途 145

3.8 α-HIO3(α-碘酸)晶体 145

3.8.1 α-HIO3晶体生长 145

3.8.2 α-HIO3晶体的主要性质 146

3.8.3 α-HIO3晶体的主要用途 147

3.9 KIO3(碘酸钾)晶体 147

3.9.1 KIO3晶体的溶解度及单晶晶核形成 148

3.9.2 KIO3单晶生长 149

3.9.3 KIO3晶体的性质 150

3.10 NH4IO3(碘酸铵)晶体 150

参考文献 151

第四章 硼酸盐晶体 154

4.1 KB5(五硼酸钾)晶体 157

4.1.1 KB5晶体生长 158

4.1.2 KB5晶体的主要性质 160

4.1.3 KB5晶体的主要用途 161

4.2 BBO(偏硼酸钡)晶体 161

4.2.1 BBO晶体结构 162

4.2.2 BBO晶体生长 163

4.2.3 BBO晶体的主要性质 170

4.2.4 BBO晶体的主要用途 173

4.3 LBO(三硼酸锂)晶体 174

4.3.1 LBO晶体结构 175

4.3.2 Ll2O-B2O3体系相图 176

4.3.3 LBO晶体生长 176

4.3.4 LBO晶体的主要性质 178

4.3.5 LBO晶体的主要用途 181

4.4 NYAB(四硼酸铝钇钕)晶体 181

4.4.1 NYAB晶体结构 183

4.4.2 NYAB晶体生长 183

4.4.3 NYAB晶体的主要性质 185

4.4.4 NYAB晶体的主要用途 186

4.5 Li2B4O7(四硼酸锂)晶体 187

参考文献 188

第五章 铌酸盐与钛酸盐晶体 191

一 铌酸盐晶体 192

5.1 LN(铌酸锂)晶体 192

5.1.1 LN晶体结构 193

5.1.2 LN晶体生长中的几个问题 195

5.1.3 LN晶体的主要性质 201

5.1.4 LN晶体的主要用途 203

5.2 KN(铌酸钾)晶体 204

5.2.1 KN晶体结构 204

5.2.2 KN晶体生长 205

5.2.3 KN晶体的主要性质 207

5.2.4 KN晶体的主要用途 209

5.3 KTN(钽铌酸钾)晶体 209

5.4 BNN(铌酸钡钠)晶体 211

5.4.1 BNN晶体生长 212

5.4.2 BNN晶体的主要性质 213

5.4.3 BNN晶体的主要用途 215

5.5 SBN(铌酸锶钡)晶体 215

5.5.1 SBN晶体生长 216

5.5.2 SBN晶体的主要性质 217

5.5.3 SBN晶体的主要用途 218

5.6 改性的SBN晶体 219

二 钛酸盐晶体 220

5.7 BaTiO3(钛酸钡)晶体 221

5.7.1 BaTiO3单晶生长 223

5.7.2 BaTiO3晶体的主要性质 225

5.7.3 BaTiO3晶体的主要用途 226

5.8 SrTiO3(钛酸锶)晶体 227

5.8.1 SrTiO3晶体生长 228

5.8.2 SrTiO3晶体的主要性质 229

5.8.3 SrTiO3晶体的主要用途 229

5.9 PbTiO3(钛酸铅)晶体 230

5.10 其他钛酸盐晶体 230

5.10.1 Bi4Ti3O12(钛酸铋)晶体 230

5.10.2 La2Ti2O7(钛酸镧)晶体 231

5.11 非铁电氧化物光折变晶体 233

参考文献 234

第六章 半导体型非线性光学晶体 238

6.1 单质半导体型晶体 238

6.1.1 Te(碲)单晶体 238

6.1.2 Se(硒)单晶体 240

6.2 二元化合物半导体型晶体 241

一 α-ZnS(立方硫化锌)结构型晶体 241

6.2.1 GaAs晶体 243

6.2.2 ZnSe晶体 247

二 β-ZnS(六方硫化锌)结构型晶体 249

6.2.3 CdS晶体 251

6.2.4 CdSe晶体 253

6.3.1 AgGaS2晶体 255

6.3 三元化合物晶体 255

6.3.2 AgGaSe2晶体 258

6.3.3 Ag3AsS3晶体 261

6.3.4 CdGeAs2晶体 263

6.3.5 TlAsSe2晶体 265

6.3.6 HgCdTe2晶体 265

6.4 CdGe(As1-xPx)2和AgGa(Se1-xSx)2固溶体晶体 266

6.4.1 固溶体单晶生长 267

6.4.2 固溶体单晶的一些性质 267

6.5 量子阱与超晶格 268

6.5.1 量子阱 269

6.5.2 超晶格 271

参考文献 272

第七章 有机非线性光学晶体 275

7.1.1 有机晶体的结构特点 276

7.1 有机晶体的结构特点、生长方法和分类 276

7.1.2 有机晶体的生长方法 277

7.1.3 有机晶体的分类 278

7.2 有机盐类非线性光学晶体 279

7.2.1 一水甲酸锂晶体 280

7.2.2 苹果酸钾晶体 283

7.2.3 磺酸水杨酸二钠晶体 284

7.2.4 L精氨酸磷酸盐晶体 286

7.2.5 氘化LAP晶体 290

7.3 酰胺类晶体--尿素晶体 291

7.4 苯基衍生物晶体 296

7.4.1 m-硝基苯胺晶体 297

7.4.2 2，4-二硝基苯胺基丙酸甲酯晶体 299

7.4.3 2-甲基-4-硝基苯胺晶体 302

7.4.4 3-乙酰氨基-4-(NN’-二甲氨基)-硝基苯晶体 304

7.4.5 3-甲基-4-甲氧基-4’-硝基二苯乙烯晶体 305

7.4.6 N-4硝基苯-(S)-脯氨醇晶体 306

7.4.7 4-氨基-4’硝基-二苯硫醚晶体 307

7.4.8 3-甲氧基-4-羟基-苯甲醛晶体 308

7.4.9 N-(4-硝基苯)-3-氨基-1-丙醇晶体 310

7.5 吡啶衍生物晶体 312

7.6 酮衍生物晶体 315

7.6.1 查尔酮衍生物晶体 315

7.6.2 4-氨基二苯甲酮晶体 317

7.7 进行过初步研究的几类有机晶体 318

7.7.1 硝基苯和硝基吡啶类 319

7.7.2 硝基杂环化合物 321

7.7.3 施主-受主芳香族化合物 322

7.7.4 极化烯烃类 323

7.7.5 碳水化合物和氨基酸类 324

7.8 有机金属络(配)合物晶体 325

7.8.1 二氯二硫脲合镉晶体 325

7.8.2 一水二氯氨基硫脲合镉晶体 327

7.8.3 二卤素三丙烯基硫脲合镉(汞)晶体 328

7.8.4 碱金属18-冠-6与硫氰酸镉配合物晶体 330

7.9 聚合物晶体 331

参考文献 333

第八章 非线性光学晶体的应用 336

8.1 激光变频晶体 336

8.1.1 二次谐波发生(SHG) 336

8.1.2 三次谐波发生(THG) 340

8.1.3 四次谐波发生(FOHG) 341

8.1.4 五次谐波发生(FIHG) 343

8.1.5 和频发生(SFG) 344

8.1.6 差频发生(DFG) 348

8.1.7 光参量振荡(OPO) 352

8.1.8 光参量放大(OPA) 358

8.2 电光晶体 360

8.2.1 电光调制器 360

8.2.2 电光开关 361

8.2.3 电光偏转 364

8.3 光折变晶体 367

8.3.1 自泵浦相位共轭效应的应用 367

8.3.2 两波耦合效应的应用 369

参考文献 371

后记 376