棱镜产生最小偏角的充分必要条件

棱镜产生最小偏角的充分必要条件

一、棱镜产生最小偏向角的充要条件(论文文献综述)

卢伟群[1](2019)在《新型碲酸盐功能晶体的探索》文中进行了进一步梳理特殊的三维空间周期结构赋予晶体声、光、电、磁、热等丰富多彩的特异性质。不同于天然晶体材料,人工晶体被给予了科学调控与设计的理念,可以针对性地应用于不同的场景,在信息通信、激光、半导体、新能源等领域无不显示其独特的优势,在功能材料领域占据极其重要的地位。碲酸盐晶体结构的多样性,使其具备功能的多样性,近些年来,碲酸盐功能晶体材料已经在二阶非线性光学、压电、光折变等方面展现出优异的特性,受到国内外科研工作者的高度重视。我们的研究目标为在碲酸盐体系中探索新型的性能优异的声光晶体和非线性光学晶体。本论文一共分成六章,每个章节的主要内容如下:在第一章,我们主要介绍了声光晶体、非线性光学晶体和碲酸盐功能晶体三个部分,并据此提出了探索功能性碲酸盐晶体的选题依据、目的及主要研究内容。在第二章,我们主要介绍了探索功能性碲酸盐晶体的过程中所涉及的实验原料、固相合成方法、晶体生长方法与设备、X射线衍射分析、性能测试表征以及第一性原理计算。在第三章,我们通过将TeO2晶体与TiO2晶体的优势相结合的方式,设计并生长了新型TiTe308晶体。目前为止,我们以Li2CO3-TeO2为助熔剂,采用Φ100 mm的坩埚,TiTe3O8晶体的最大尺寸可达65 mm × 55 mm × 35 mm,质量为268.19 g,晶体通透,整体质量良好。TiTe308晶体(400)面的摇摆曲线半峰宽仅为55";TiTe3O8晶体的实验密度为5.626 g/cm3,达到理论密度值的98%,表明助熔剂法生长的TiTe308晶体质量优异,能够满足本征物理特性表征的要求。TiTe308晶体的热导率从25 ℃时的3.321 W/(m·K)增大到300℃时的3.725 W/(m·K),此趋势有助于TiTe308晶体在较高温度下的声光应用。TiTe308晶体的带隙为3.37 eV左右。TiTe3O8晶体在600~5400 nm波长范围内能够保持大于70%的高透过率,在540~6000 nm波长范围内能够保持大于60%的高透过率。我们采用最小偏向角法测试了TiTe3O8晶体在546.1~2325.4 nm波长区间内的折射率,并通过Sellmeier方程进行了拟合。我们通过反推法得到了TTe3O8晶体沿[111]方向传播的纵波的声光优值大约为35× 10-18 s3/g,与Te02晶体沿[001]方向传播的纵波的声光优值相当。基于TiTe308晶体,我们设计与构造了高效声光调制器。以上结果表明,TiTe3O8晶体是一种潜在的性能优异的新型声光晶体材料。在第四章,针对TiTe3O8晶体存在的颜色问题,同时扩展在可见光波段的声光应用,我们设计了新型声光晶体ZrTe3O8。目前为止,我们以Li2CO3-Te2为助熔剂,采用Φ70 mm的坩埚,ZrTe3O8晶体的最大尺寸可达35 mm × 32 mm × 21 mm,质量为56.33 g。ZrTe3O8晶体(004)面的摇摆曲线半峰宽仅为39",ZrTe3O8晶体的实验密度为理论密度的99%,表明助熔剂法生长的ZrTe3O8单晶质量优异。我们系统地研究了ZrTe308单晶本征的热学和光学特性,在25~500 ℃的温度区间,ZrTe308晶体的线性热膨胀系数为10.15 × 10-6 K-1。ZrTe308晶体的比热从25℃的0-548 J/(g·K)增大到250 ℃时的0.611 J/(g·K)。ZrTe308晶体的热扩散系数从25 ℃的0.456 mm2/s增大到250℃时的0.496 mm2/s;热导率从25℃时的 1.38 W/(m·K)增大到250℃时的1.67 W/(m·K)。ZrTe308晶体的带隙大约为4.30 eV。ZrTe3O8晶体的紫外截止边在278 nm左右,在400~5800 nm波长区间内的透过率超过70%,晶体的红外截止边在7788 nm左右。ZrTe3O8晶体在632.8~1553 nm波长区间内的折射率从2.0889降低到2.0370。第一性原理计算表明,TeO4多面体和ZrO6八面体对ZrTe3O8晶体的光学性能起主要作用。在第五章,我们基于LiNbO3晶体,通过异价离子取代的方式设计并构造了新型的非线性光学晶体Li2ZrTeO6。目前,我们以Li2CO3-TeO2为助熔剂,能够通过Φ 60 mm的坩埚成功生长出尺寸为16 mm × 15 mm × 12 mm的Li2ZrTeO6单晶。Li2ZrTeO6晶体属于三方晶系,R3空间群,晶胞参数为a=5.175(2)A,c= 13.857(6)A,V= 321.4(3)A3,Z=3。Li2ZrTeO6晶体中的Zr原子与Te原子占据了 LiNbO3晶体中的Nb原子的格位,ZrO6八面体和TeO6八面体通过共顶点的方式相连接,构成三维结构框架。我们利用劳厄X射线背反衍射仪表征了L12ZrTeO6单晶(012)面的质量,不同位置的衍射图样对称清晰且一致,表明晶体整体质量优异,能够满足后续晶体的本征物理特性测试表征的要求。Li2ZrTeO6晶体的室温热导率为5.952 W/(m·K),与LiNbO3晶体5.6 W/(m·K)的室温热导率相当,表明Li2ZrTeO6晶体具有较好的热学特性。我们系统地研究了 Li2ZrTeO6单晶的线性与非线性光学特性,Li2ZrTeO6晶体的带隙大约为4.06 eV,Li2ZrTeO6晶体的红外透过截止边大约为7.4μm,为目前所报道的红外截止边最宽的非线性碲酸盐晶体。Li2ZrTeO6晶体的激光损伤阈值为1300 MW/cm2,为相同条件下LiNb03晶体的激光损伤阈值的22倍,表明Li2ZrTeO6晶体具有较强的抗激光损伤能力,适合较大功率的非线性光学应用。Li2ZrTeO6晶体可以满足Ⅰ类相位匹配,同时倍频强度大约是KDP晶体的2.5倍。以上结果表明,Li2ZrTeO6晶体是一种潜在的非线性光学晶体。第一性原理计算显示,ZrO6八面体和TeO6八面体对Li2ZrTeO6晶体的光学性能起关键的贡献。在第六章,我们总结归纳了本论文的主要结论、创新点以及有待深入研究的工作。

田相鑫[2](2018)在《新型钨(钼)酸盐功能晶体材料的生长与性能研究》文中提出晶体材料由于在结构上具有周期性和对称性等特点,使得力、热、光、电等各种形式的能量可以在晶体中实现多种形式的相互作用与转换,因而也使晶体表现出丰富多样的功能性质。正是由于晶体的多功能性以及良好的稳定性,晶体成为激光技术、半导体和计算机技术、原子能技术等先进技术领域的核心和关键材料,在社会生产和人民生活中占据着日益重要的地位。同时,晶体是物质的最小内能状态,对晶体的研究能够揭示物质本征的物理化学性质,有助于理解晶体组成、结构与性能之间的相互关系。因此,探索新型功能晶体材料并对其本征物理性质进行系统全面的表征在实际应用和理论研究方面均具有重要的价值。由于在激光基质晶体、拉曼激光晶体、二阶非线性光学晶体及压电功能晶体等方面表现出优异的性能,钨酸盐和钼酸盐晶体受到了科研工作者的广泛关注。目前,钨酸盐和钼酸盐作为激光基质晶体和拉曼激光晶体的研究更多地集中在具有白钨矿及其衍生结构的晶体中,这类晶体在掺入激活离子后往往具有大的吸收和发射带宽,适合采用激光二极管(Laserdiode,LD)进行泵浦,而且能够实现偏振输出;作为拉曼激光晶体时则常常表现出很高的增益系数和很窄的线宽,能够实现高的转换效率。此外,近些年来以β-BaTeMo2O9(β-BTM)晶体为代表的一类含碲的钨酸盐和钼酸盐类晶体在倍频晶体和压电等电学功能晶体方面的潜在应用价值也受到了研究者的重视,而且研究发现这类晶体同样具有优秀的拉曼激光性能。因此,探索具有优良性质的新型钨铝酸盐晶体仍然具有重要的意义。含铋的钨钼酸盐体系晶体具有丰富的化学组成与晶体结构类型,同样也是一类潜在的功能晶体材料。本论文以新型钨钼酸盐体系功能晶体的探索、晶体生长与性能表征为出发点,对钨酸盐和钼酸盐在激光基质晶体、二阶非线性光学晶体及拉曼激光晶体方面的研究进行了详细的调研,选择钨钼酸铋体系作为主要的研究对象,系统研究了具有类白钨矿结构的复合钨钼酸盐Bi2Mo2.66W0.34O12晶体和具有Aurivillius层状结构的Bi2W2O9晶体的合成、生长、晶体结构及物理性质,分析了上述晶体不同几何配置的自发拉曼光谱,设计制作了Bi2Mo2.66W0.34O12晶体的拉曼激光器件,成功实现了拉曼激光输出;生长了 Nd:Bi2Mo2.66W0.34O12晶体并对其光谱性质进行了测试表征,采用Judd-Ofelt理论对晶体的光谱性质进行了分析评估,实现了连续激光输出。本论文还首次从晶体物理性质的角度对Bi2W2O9晶体的相变情况进行了初步的探索。此外,考虑到Na2TeW2O9(NTW)晶体在非线性频率转换晶体和压电功能晶体方面具有良好的应用前景,本论文对NTW晶体进行了更加深入的研究,优化了晶体生长的助熔剂体系和生长参数,成功生长得到了大尺寸高质量的单晶,并系统地研究了 NTW晶体的电弹特性,讨论了晶体结构与宏观物理性能之间的关系。本论文主要的研究工作和结论有:(一)Bi2Mo2.66W0.34O12晶体的生长、结构与性能研究本论文对Bi2O3-MoO3-WO3体系进行了系统探索,获得了 Bi2Mo2.66W0.34O12晶体结晶的助熔剂比例。通过对生长参数的优化,最终生长得到了尺寸为70mm× 55 mm × 45 mm的单晶。晶体(040)面的高分辨X射线衍射摇摆曲线峰形完整对称,半高宽为54”,表明晶体的光学质量较好。优化的助熔剂体系摩尔比为Bi2O3:MoO3:WO3 = 1:3.2:0.6,生长参数为:c向籽晶,降温速率0.1℃/d左右,晶转速率32~18r/min。对Bi2Mo2.66W0.34O12晶体的结构进行了解析。Bi2Mo2.66W0.34O12晶体属于单斜晶系,P21/c(No.14)空间群,具有类白钨矿结构。Bi2Mo2.66W0.34O12中Bi原子占据两种晶体学格位,与O相连成八面体配位;Mo/W与O成四面体配位。在三种不同格位Mo与W混合占位的比例不同,在Mo/W(1)、Mo/W(2)及Mo/W(3)三个格位中W6+的占比分别为12.3%,2.6%和19.5%。系统地表征了 Bi2Mo2.66W0.34O12晶体的热学和光学性质。Bi2Mo2.66W0.34O12为非一致熔融化合物,分解点为682℃。Bi2Mo2.66W0.34O12的比热随温度升高呈增大趋势。Bi2Mo2.66Wo.34O12晶体的热膨胀系数具有很强的各向异性,通过测试和计算得到了其三个热膨胀主值分别为α1=-7.8(3)× 10-6 K-1,α2=19.9(1)× 10-6 K-1,α2= 14.1(2)×10-6K-1,确定了三个热膨胀主轴与结晶学轴之间的相对取向。晶体的热导率在测试范围内变化不大,30 ℃时a,b,c三个结晶学轴向的热导率分别为1.50,0.53和0.94 W/(m·K)。Bi2Mo2.66W0.34O12晶体具有较宽的光学透过范围(475~5200 nm)。测定了晶体的折射率,拟合了折射率色散方程,确定了光学主轴与晶体学轴之间的关系。Bi2Mo2.66W0.34O12晶体为正光性双轴晶,在480~1530 nm范围内具有较大的双折射(0.24~0.14),因而在作为光学棱镜器件方面也具有应用前景。(二)Bi2Mo2.66W0.34O12晶体的拉曼激光输出系统测定了 Bi2Mo2.66W0.34O12晶体沿三个光学主轴方向通光的自发拉曼光谱,发现晶体的最强拉曼频移峰出现在901.8 cm-1。在相同的实验条件下对Bi2Mo2.66W0.34O12晶体Y(XX)Y配置901.8 cm-1的拉曼频移峰与YVO4晶体X(ZZ)X配置890 cm-1的拉曼频移峰进行了测试对比,结果表明Bi2Mo2.66W0.34O12晶体的拉曼增益系数约为YVO4的1.1倍。研究了 Bi2Mo2.66W0.34O12晶体的拉曼激光输出特性,在Y(XX)Y配置时拉曼泵浦阈值为89.13MW/cm2,泵浦功率为16 mW时获得了 1176 nm 一阶拉曼激光的最大输出功率1.12 mW,对应光-光转化效率为7.0%,斜效率为15.6%,此外,在此配置下还同时检测到了二阶1315 nm的拉曼激光输出。(三)Nd:Bi2Mo2.66W0.34O12晶体的生长、光谱性质与激光输出在Bi2Mo2.66W0.34O12晶体生长的助熔剂体系中加入溶质2 mol.%的Nd2O3,以c向Bi2Mo2.66W0.34O12晶体作为籽晶生长获得了尺寸为80 mm × 57 mm × 35 mm的Nd:Bi2Mo2.66W0.34O12晶体,晶体宏观质量良好。X射线荧光光谱(XRF)测试的结果显示Nd3+的掺杂浓度为3.7 at.%,格位浓度1.54 × 1020 ions/cm3。此外,Nd的掺入没有明显改变晶体中Mo与W的比例。测定并分析了Nd:Bi2Mo2.66W0.34O12晶体的吸收和发射光谱,结果表明晶体在808nm左右的吸收带宽达到了 19nm,是Nd:Bi2Mo3O12晶体的3倍,在1064 nm处的发射带宽也相比Nd:Bi2Mo3O12晶体有了展宽,说明晶体中Mo与W混合占位使晶体的吸收和发射带发生了非均匀展宽。对Nd:Bi2Mo2.66W0.34O12晶体的激光输出特性进行了研究,在Y切和Z切晶体样品中均获得了激光输出,其中使用Y切样品在输出透过率为2%时得到了最好的激光输出特性。此时,泵浦阈值为150mW,当吸收功率为650mW时得到输出功率为113mW,对应光-光转化效率为17.4%,斜效率为21.6%,是一种潜在的激光基质晶体。(四)Bi2W209晶体的生长、结构与性能研究采用Li2B4O7-WO3混合作为助熔剂探索了 B2W2O9的单相结晶区间,结果表明Bi2W2O9:Li2B4O7:WO3 = 1:1:1时可以获得Bi2W2O9晶体的单相结晶。采用[100]向籽晶生长出了尺寸为29 mm × 23 mm × 11 mm的单晶,降温速率0.3~1℃/d。与文献的报道不同,根据单晶结构解析结果,Bi2W209晶体属于正交晶系,Pbcn(No.60)空间群。Bi2W2O9具有典型的Aurivillius层状结构,WO6八面体共顶点相连形成W2O7类钙钛矿层,与Bi2O2类萤石层相互堆叠。采用摇摆曲线测试对晶体质量进行了评估,晶体(800),(020),(002)晶面的摇摆曲线峰形对称且较为尖锐,半峰宽分别为86”,47”和54”,说明晶体质量良好。研究了Bi2W2O9的热学性质,晶体在882 ℃非一致熔融。在30~500 ℃范围内晶体的热膨胀系数分别为αa=11.8×10-6 K-1,αb=8.0×10-6 K-1,αc = 4.8×10-6 K-1。30 ℃时Bi2W2O9的比热为0.311 J/(g·K),在不超过660 ℃时比热随温度的升高变化不大。在30~500 ℃范围内测试了晶体的热扩散情况,并以之得到了晶体的热导率,室温下Bi2W2O9晶体的热导率具有较强的各向异性,沿b,c方向的热导率彼此接近且显着大于a向。随着温度的升高,Bi2W2O9沿a向的热导率基本保持不变,但是沿b和c向的热导率则显着降低,热导率的各向异性也随之减弱。研究了 Bi2W2O9的光学性质,带隙约为2.48eV,晶体在410~5000nm范围内具有良好的光学透过率。测定了 Bi2W2O9晶体沿不同结晶学轴方向通光的自发拉曼光谱,晶体具有丰富的拉曼频移峰且峰强很强,最强频移峰出现在800 cm-1,在323 cm-1还存在一个次强的频移峰。晶体的自发拉曼光谱显示Bi2W2O9在拉曼激光晶体方面具有潜在应用价值。此外,本论文采用比热、变温介电常数和损耗实验、原位XRD及原位拉曼和红外光谱等多种实验手段首次对Bi2W2O9的相变情况进行了初步的研究和讨论。Bi2W2O9晶体的介电常数在792 ℃和715 ℃附近发生了各向异性的异常变化,并且在比热曲线上同样观察到了异常,说明晶体在792 ℃和715 ℃附近均发生了相变;在250~500℃范围内发现了介电常数和介电损耗的微弱异常,结合原位XRD、热膨胀及原位拉曼和红外光谱的测试结果,并与Bi2WO6和Bi2Mo06的研究结果进行了对比分析,这一范围内介电常数和介电损耗的异常应当是源自于弛豫现象。此外,在17-26℃范围内也观察到了介电常数和介电损耗的异常现象,本论文就此也进行了分析与讨论。(五)NTW晶体的优化生长与电弹特性对NTW晶体生长的助熔剂体系和晶转速率等参数进行了系统研究与优化。采用丄(001)方向的籽晶,在助熔剂体系为NTW:TeO2:NaF:Na2WO4 = 1:0.2:0.05:0.05的条件下获得了尺寸为75 mm × 35 mm × 25 mm的具有良好宏观质量的大尺寸单晶。设计了晶体压电测试切型,对NTW晶体电弹特性进行了系统的研究与表征。晶体的压电常数d15=-23.93 pC/N,d24=-20.34 pC/N,与LiTaO3晶体和β-BTM晶体相当,远大于α-SiO2晶体。对NTW晶体不同压电常数随空间取向的关系进行了研究,发现当压电常数d15绕Y轴旋转69°时可以获得最大压电常数为30.16 pC/N。此外,根据NTW晶体的单晶结构,计算了晶体中WO6八面体的畸变程度参数,计算了 WO6八面体及TeO3多面体的局域偶极矩和单胞净偶极矩,从晶体结构畸变的角度讨论了结构与性能之间的关系。

吉登斌[3](2017)在《星地激光测距链路信道模型及链路补偿方法研究》文中进行了进一步梳理随着我国航天技术领域的飞速发展,对卫星激光测距技术(SLR)的精度将有更高的要求。然而,在星地、深空、空地等链路中,激光在信道环境中的传输、散射效应是影响卫星激光测距技术进一步精准测量的主要误差因素。本文以星地激光测距链路为背景,综合全面地研究激光在大气环境中的传输、散射效应并建立星地激光测距链路信道模型,结合改进的激光测距方法,对传输、散射效应误差因素进行定性定量分析研究,再提出相应的测距误差补偿方案,使得测距系统的精度最大化,对进一步提高卫星激光测距精度具有重要的理论意义和实用价值。本文主要工作如下:对激光测距技术体制进行了讨论与分类。对非相干激光测距技术中最为典型的脉冲式测距法和传统相位式测距法进行了深入研究,介绍了相干探测激光测距技术的工作原理以及它相对于非相干探测激光测距技术的优势。对现有的脉冲相位混合式激光测距方法进行了改进,将脉冲式信号调制方式与相位式信号调制方式相结合,并以相干探测和数字鉴相等形式进行激光测距。相比现有的激光测距方法,本文采用的脉冲-相位相干探测式激光测距法更能满足星地链路的测量任务;研究了对流层大气环境对激光的折射、相移、衰减、闪烁、去极化等传输、散射效应,分析了不同的传输、散射效应的发生机理,建立了星地激光测距链路的信道模型,并分布针对晴空大气环境和云、雾及雨天环境建立了信道模型,探讨了在特定环境条件下的综合信道特性;基于对流层大气环境对激光的传输、散射效应,对影响SLR精准测量的误差因素进行了分析。研究表明,引起测距误差的重要因素有大气湍流引起的相位闪烁、大气分层引起的折射效应、气折射率残差等,并进一步进行了仿真计算,得到大气弱湍流引起的相位闪烁导致的测距误差为微米量级,大气折射效应导致的测距误差为米量级,大气折射率经验模型公式造成的大气折射率残差Δn引起的测距误差为厘米量级甚至是米量级,气象参数测定误差造成的大气折射率残差Δn引起的测距误差为厘米量级。因此,大气折射效应和大气折射率残差Δn是影响激光测距精准测量的主要误差因素;基于星地链路激光测距主要误差因素,分析得到针对测距误差进行真实有效补偿的充要条件,即实时精确获取大气折射率真实剖面和大气折射率降为1的最低海拔高度(本文称之为“对流层顶”高度)。针对充要条件,本文并提出了一种“实时实地”反演大气折射率剖面的方案,理论上可有效补偿大气折射效应和大气折射率残差所带来的测距误差。本文针对星地链路卫星激光测距的精度问题,主要做了上述等研究工作,得到了ΔnΔn一些成果。这些研究成果对星地链路卫星激光测距技术更加精准测量有着重要的理论价值和实用价值。

李佳隆[4](2017)在《大学物理实验课程期末考试的实践研究》文中研究说明大学物理实验课程(以下简称"大物实验")是相关专业学生的学业必修课,其目的在于培养学生的实验能力和科学素养。学生的实验能力和科学素养培养效果如何,则很大程度上需由课程结束时的评价得出,故而"大物实验"的期末测试显得尤为重要。论文首先通过对"大物实验"考试的文献研究,分析了 "大物实验"考试的现状,然后结合教学测量与评价的理论对"大物实验"期末考试展开实践研究。本文的第三章与第四章为实践研究的主体部分,分析并选用了操作考试与笔试两种考试形式,而后用所设计的有一定新意的试卷施测,对每一次考试的结果进行统计分析。通过对试卷的项目分析、质量评价和考试情况分析,获得以下结论:(1)将"旧瓶装新酒"式的操作考试和"反映学生分析综合能力"的笔试相结合的"大物实验"期末考试有其可行性,二者结合可以更为综合地考查学生实验能力;(2)两类考试的题型最好选用限制性论述题以测量学生的实验能力;(3)设计操作考试时,应让学生以学过的实验方法解决新的问题,应从实验原理(方法)、实验数据记录及处理、误差分析、数据应用等维度着手,各维度所占比例根据具体教学目标要求设定;(4)笔试能够较好地考查学生对实验理论的理解和分析能力。设计题目时应对课程要求的内容进行分类,不同要求层级的知识类别用以不同的题型,研究建议最好使用分析题、设计题等。

原东升[5](2016)在《微下拉设备研制、单晶生长及功能晶体TbCOB的制备和性能研究》文中研究说明人工晶体作为现代工业和军事国防领域不可缺少的关键材料,越来越受到各国政府和科学家们的重视。与天然晶体不同,人工晶体更注重科学设计与系统调控的理念,能够有针对地实现光、电、声、磁、热、力等不同形式能量的交互作用和转化。面向具有重大应用前景的功能晶体材料,一方面需要综合开发和评价具有明显应用潜力的关键晶体,避免核心材料的受制于人;另一方面要在晶体生长设备自主研发、新功能晶体材料领域坚持创新探索,全方位推进新型“中国牌”晶体的系统工程。激光单晶光纤是介于传统体块单晶和玻璃光纤之间的一维新型增益介质,其材质来源为传统的优异激光晶体,外型上秉承玻璃光纤的高长径比和大比表面积,具有散热好、效率高、非线性增益系数小等优势。2015年,美国陆军武器研究室发布了一项以单晶光纤为内容的企业研发课题,明确了单晶光纤在定向能激光武器方面的预研和开发价值。从2011年至今,SPIE Photonic West每年定期举办以《Single Crystal Fiber Lasers》为专题的研讨分会,更体现了其在基础研究和工业加工等民用方面的重要价值。然而,我国在此关键材料领域的研究远远落后于国际水平。微下拉法是一种可实现高质量单晶光纤制备的单晶生长技术,其制备的Yb:YAG单晶光纤更是在国际上首次实现了“百瓦”级多模激光输出,展示了良好的应用前景。同时,该方法具有使用原料少、生长速度快、实验周期短和效率高等优势,在新材料探索以及单晶性能优化方面具有重大开发价值。然而,对于这种新颖的单晶生长技术,我国长期处于研究空白状态。本论文首次对微下拉单晶生长法进行了全方位调研,涉及基本原理、设备发展、晶体生长、新材料探索及优化等;基于课题组在设备研制上的优势和特色,本论文积极开展了微下拉设备的自主研制,并得到了国家自然科学基金-科学仪器基础研究专项的支持;同时采用微下拉技术生长了具有重大应用前景的YAG单晶光纤,在晶体可控生长、基本性能测试方面积累了经验。新型功能晶体材料创新探索方面,本论文选取了单斜晶系的低对称性化合物ReCa4O(BO3)3作为结构载体,同时引入了兼具高电子磁矩和强荧光性质的Tb3+离子,尝试从基础层面研究结构各向异性与性能各向异性之间的关系。本论文首先克服了TbCOB体块单晶生长的难题,并通过持续优化获得了直径40mm的大体块单晶;同时系统研究了该新晶体的结构、热学、线性和非线性光学、荧光、压电和高温压电、以及磁各向异性等性质。结合微下拉和TbCOB这两种新技术和新材料,本论文首次提出了微下拉法直接生长非线性倍频器件的新思路,定向生长获得TbCOB倍频器件,实现了高效的非线性倍频激光输出。本论文的主要研究工作和结果如下:Ⅰ.微下拉设备研制本课题组成功开发了国内首台微下拉单晶生长炉,在坩埚及温场设计、机械系统及控制、晶体生长界面成像等方面积累了丰富经验;该设备研发得到了国家自然科学基金基础研究仪器设备专项的支持,填补了国内在微下拉设备及其晶体生长领域的空白。此外,本论文提出了一种调节微下拉晶体生长温度梯度的装置,可有效实现固液界面附近温度梯度的精细调节与优化,该装置采用价格低廉(相比较铂金、铱金等贵金属)的石墨、钼、钨等材料制作而成,材料来源广泛、成本低,结构简单,能够为单晶生长提供预设的温度梯度分布。Ⅱ.微下拉单晶生长及单晶光纤制备本论文采用微下拉法成功生长了LiNbO3和Y3A15O12单晶,验证了自主研制微下拉设备的可靠与稳定性,同时进一步实现了Y3A15O12和Lu3Al5O12单晶光纤的生长,其直径范围从400μm~1 mm可控,长度可达400mm,且直径800μm以下的单晶光纤可弯曲使用。X射线劳埃背射斑点清晰对称,且单晶光纤从头到尾测试结果均完全一致,证明整个单晶光纤的单晶性良好;同时本论文对Nd:YAG单晶光纤的发射光谱和荧光寿命进行了表征和研究。Ⅲ. TbCOB晶体的生长、结构及热学性质通过合理补偿B203和控制Tb3+价态,稳定批量合成了纯相的TbCOB多晶料。热分析和XRD测试表明,该化合物具有同成分一致熔融行为,熔点约为1498℃,其体块单晶可以采用提拉法、布里奇曼法以及微下拉法等熔体法获得。先后采用YCOB和TbCOB籽晶,并优化缩颈工艺和温场,通过提拉法实现了TbCOB体块单晶尺寸和质量的提升,获得了直径达40mm的较大尺寸体块单晶。对提拉法获得的TbCOB单晶进行了单晶结构解析,获得了准确完整的结构数据TbCOB属于单斜晶系Cm空间群,Tb和Ca与O原子形成多面体配位,再与平面三角构型的BO3基团通过共顶角相连,形成三维网络结构。与助熔剂法获得的TbCOB单晶结构相比,提拉法生长的单晶中Ca与Tb的无序更为明显。随后系统研究了TbCOB晶体的热学性能,包括比热、热膨胀、热扩散和热导率。其比热值为0.616 J·g-1·K-1,与GdCOB和YCOB的比热基本相当。与ReCOB系列其他晶体相比,TbCOB具有较小的热膨胀系数,并且其热膨胀各向异性最小(选取(αc-αa)/αc作为热膨胀各向异性的评价参数);小的热膨胀各向异性对晶体的使用非常有利,这也表明在晶体的生长、加工和应用过程中,TbCOB晶体能够承受较大的温度梯度。Ⅳ.TbCOB晶体的线性与非线性光学性质TbCOB晶体在490~1500 nm的范围内具有较高的透过率;10K低温下的精细光谱显示,其在310~500nm波段的吸收峰分别对应着Tb3+的4f-4f跃迁,7F6→5H6、5D0+5H7、5L9+5G4、5D2+5G5、5L10、5D3+5G6以及5D4,而近红外波段的吸收峰则分别来自于7F6到7F0、7F1和7F2的跃迁。TbCOB为负双光轴晶体,具有三个不同的折射率,在1064 nm处的双折射Δn=0.034,介于YCOB和GdCOB之间。其光学主轴坐标系与结晶学坐标系的具体配置关系为:b//Y (a,Z)=26.12°(c,X)=14.86°,β=101.26°。根据折射率色散方程计算,对于1064 nm的基频光,XY主平面在第一卦限的相位匹配角为(90°,44.35°),ZY主平面在第一卦限的位相匹配角为(22.56°,0°)。采用旋转马克条纹法,测得了TbCOB晶体有全部6个独立的非线性光学系数d11、d12、d13、d31、d322和d33。在全套二阶非线性系数的基础上,理论计算表明TbCOB主平面内的最优匹配方向为(22.56°,180。),其最大有效非线性系数deff=0.86 pm/V。对于主平面内的最优位相匹配方向,腔外激光倍频(样品无镀膜)转换效率可达到57%。TbCOB的非线性光学性质处于YCOB和GdCOB之间,即TbCOB晶体可以保持较高的非线性系数,同时发挥其晶体生长成品率高的优势。V.功能晶体TbCOB的压电性能及磁各向异性通过16组不同切型的单晶样品,获得了TbCOB晶体所有的室温弹性顺服常数sij、压电应变常数dij和机电耦合系数kij。其中TbCOB的介电常数(εT11/ε0=10.34、 εT22/ε0=12.92、εT33/ε0=10.04)更接近GdCOB,略高于YCOB; TbCOB的最大压电常数为10.09 pC/N,明显大于YCOB的8.0 pC/N,且三者的压电常数最大值均为d26。此外,TbCOB的常用机电耦合系数k26达到了21.94%,可满足器件实际使用的要求。该晶体的高温电阻率随温度升高表现出降低趋势,其在600℃时电阻率可以达到5 X 106 Ohm-cm,虽低于同构的YCOB和GdCOB晶体,但TbCOB的高温电阻率各向异性明显小于YCOB和GdCOB.在600℃的环境下,晶体弹性常数(sE33和sE66)稳定度仍可保持在10%以内,其最大压电常数d26也依然可以保持在10pC/N以上,机电耦合系数k26的最大波动率不超过10%,相关参数均具有较好的温度稳定性。TbCOB晶体三个晶轴方向的室温和低温磁化曲线、以及场冷和零场冷磁温曲线均表明,在温度降低过程中Tb离子之间没有强的磁相互作用,表现出顺磁特性。同时分析出,该晶体表现出很大的顺磁各向异性,在5K低温环境下,c向的磁化率约为6向的20倍。Ⅵ.倍频器件的微下拉定向生长与研究微下拉技术相比传统提拉法可以更好地实现晶体的定向和异形生长,在器件加工方面节约时间并节省原料,可以降低制作成本。因此,本论文首次提出使用微下拉直接制备倍频晶体器件的技术概念。结合理论计算模型与TbCOB晶体的二阶非线性系数矩阵,得到了有效非线性系数|deff|随极相角φ和偏向角0的三维分布规律:TbCOB的空间最优位相匹配角为(113°,46°),对应的有效非线性系数为1.39 pm/V,与YCOB和GdCOB相当。在此基础上,本论文设计了微下拉法直接生长(113。,46°)倍频晶体的实验,并采用优化后的温场和参数实现了TbCOB晶体的稳定定向生长,获得的晶体等径良好且透亮,内部无散射颗粒;与提拉法不同,该方法生长的晶体表面光滑,无挥发物B203黏附。微下拉法沿空间最优位相匹配定向生长的TbCOB晶体,经过端面加工即可形成器件,且激光倍频性能良好;随着基频光功率升高,倍频效率可稳定在55%左右;同时测得TbCOB晶体的激光损伤阈值大于15 GW/cm2,适合作为激光倍频晶体使用。综上,本论文首次提出使用微下拉直接制备倍频晶体器件的技术概念,并沿最优位相匹配方向定向生长了TbCOB晶体,获得了优异的倍频激光输出。

王瑶[6](2015)在《关于一道光学习题的分析与思考》文中认为特殊形状的棱镜在控制光路传播方面有重要的应用价值.本文首先为一道以一种特殊形状棱镜为研究对象的习题提供了更为简便的求解方法,通过几何作图画出两次反射的虚像,发现入射界面的虚像与出射界面平行,解释了偏向角恒等于某一特殊值的本质原因.然后,文章详细地从光在棱镜中的折射率、入射点的位置、入射角大小、棱镜截面形状四个方面讨论了入射光线可以按习题中给定光路传播的条件.另外,基于以上分析,本文还对入射点位置对入射光线与法线相对位置的影响,入射界面上无盲区存在时棱镜截面的形状,以及出射光线展宽等问题进行了分析和讨论.

王敏[7](2014)在《分光计最小偏向角法测量方案及其误差产生原因与改进》文中提出本文介绍了使用分光计测量三棱镜折射率的实验原理,分析了在传统的分光计测量最小偏向角的方法中,还存在着一些不足之处,导致测量结果误差较大,并介绍了一种减小分光计最小偏向角测量误差的改进的实验方法,进而对该方法进行了较详实的分析和介绍。

程忠[8](2013)在《改进和提高分光计实验课的教学效果》文中研究表明围绕如何提高和改进分光计的使用实验课的教学效果,结合笔者长期的教学体会,从怎样阐述该实验的重要性、在介绍仪器结构原理时应该特别注意哪些要点、学生在操作中容易犯的错误、进行数据处理和误差分析时应考虑的思路、启发学生创新思维的适当方式等几个重要方面,提出了一些重要看法和建议,可供各相关教师和科技人员借鉴和参考。

王金成[9](2013)在《基于压缩感知的光谱成像研究》文中研究说明光谱成像技术是摄影术和光谱学有机结合的产物,不仅具有图像分辨能力,还具有光谱分辨能力,可以实现对目标物体的定性、定量和定位分析,因此在环境遥感、军事目标识别、工业监测、生物医学成像等众多领域有着广泛的应用。光谱成像过程得到的是一个向量的二维空间阵列,每一个向量即表示对应空间位置处的光谱信息。更加丰富的信息使得光谱图像数据量庞大,处理、存储和传输变得异常困难,因此寻求有效的压缩采样方法具有重要意义。近些年兴起的压缩感知(Compressive Sensing, CS)理论将压缩和采样结合,可以更加高效地获取目标信息。本文将压缩感知应用于多光谱成像领域,以解决光谱成像数据量过大的问题,与传统成像截然不同的感知模式使成像系统同时还具有结构简单、抗噪性强、无需机械扫描等优点。本文首先介绍了光谱成像现状和压缩感知基本原理,在实验室平台搭建了基于压缩感知的光谱成像系统,使用透射式液晶光阀实现线性投影,线列探测器收集调制后的光谱信号,借助压缩感知重构算法得到了目标物体的超光谱图像。讨论了影响图像重构质量的几个因素,指出压缩感知的宽场照明单点采集的模式和迭代优化算法使得同一幅图像的不同区域存在相互影响。然后将此成像方案成功地应用于荧光显微成像,通过强度归一化的方法解决了成像过程中遇到的荧光衰减问题。基于光谱数据的可压缩性,本文提出一种包含光谱维编码的图像重构方案,空间调制后的信号经色散元件展开,由第二个空间光调制器对不同谱带的信号进行随机调制,实现空间维和光谱维的同时压缩编码。对这种方法进行了数值模拟,证实了方案的可行,使单像素光谱成像仪的实现成为可能。

张俊杰[10](2013)在《新型钼碲酸盐晶体的生长、性能及非线性光学频率转换研究》文中指出由于高单色性、高定向性、高相干性和高能量密度等特点,激光被广泛应用于军事和民用领域。激光可以通过固体激光器、液体激光器、气体激光器等直接产生,但这种方式产生的激光波长有限。目前获得新的激光波长的一种有效方法是采用光学晶体对现有激光进行非线性光学频率转换,这些晶体主要有二阶非线性光学晶体和拉曼激光晶体。二阶非线性光学晶体包括深紫外-紫外非线性光学晶体、可见-近红外非线性光学晶体和中远红外非线性光学晶体。紫外-可见-近红外非线性光学晶体已经很成熟,深紫外区域也已经有KBBF这样性能优异的材料,而中远红外波段的非线性光学晶体材料研究最不成熟,是目前二阶非线性光学晶体材料研究的热点和难点。二阶非线性光学晶体在结构上首先必须是非中心对称的,通过引入非中心对称的结构基元,更容易获得非中心对称结构的化合物。1998年以来,以Halasyamani课题组为代表的科学研究者采用易于发生二阶Jahn-Teller效应的离子(d0过渡金属如Mo6+、W6+、V5+和Nb5+,含有孤对电子的主族离子如I5+、Te4+、Se4+和pb2+)合成了一系列新型多元氧化物。这些多元氧化物大多具有非中心对称结构,具有强烈的粉末倍频效应,是潜在的非线性光学晶体。本课题组在国际上首次报道了大尺寸单斜相BaTeMo2O9(β-BTM)晶体的生长及性能,发现β-BTM晶体的透过范围为0.5-5μm、有效非线性光学系数是KTP晶体的3倍、电光效应为KDP晶体的3倍,表明其是一种性能优异的中红外非线性光学晶体和电光晶体。在此基础上,本论文对β-BTM晶体进行了更深入的研究,包括更大尺寸、更高质量晶体的生长,非线性光学频率转换器件的设计和制作。采用β3-BTM晶体对1064nm激光进行非线性光学频率转换,目前已经获得了1178nm、1320nm.1500nm和589nm的激光输出。在进行大尺寸β-BTM晶体生长的过程中,首次发现并生长了正交相的α-BTM晶体,解析了其结构,系统研究了其物理性能,对其组成-结构-性能的关系进行了较为深入的研究。此外,对α-BTM与β-BTM晶体之间的关系进行了研究,发现在常压下,只通过调节温度,不能发生相变,但在BaMoO4的作用下,β-BTM则能转变成α-BTM。另一方面,β-BTM晶体自身存在一些不足:(1)其结构中MoO6和TeO4多面体畸变方向不大一致,极轴方向的畸变不大,导致纵向压电应变常数和非线性光学系数不高;(2)比热和热导率不高,不能应用于中高功率激光输出。针对β-BTM晶体的以上两个缺点,本论文进行了以下工作:(1)以碱金属Cs替代Ba的四元化合物Cs2TeMo3O12(CTM),结构中TeO3多面体的畸变取向基本一致,总的结构畸变很大,具有和β-BTM同样优异的性能,且其对称性比β-BTM高,易于定向和加工,故本论文对Cs2O-TeO2-MoO3三元体系进行了探索,找到了适合CTM晶体生长的助熔剂,生长了厘米级的单晶;(2)以碱土金属Mg替代Ba,研究了MgO-TeO2-MoO3三元体系,首次获得了MgTeMoO6(MTM)单晶,并对其光学和热学性能进行了研究。本论文的主要研究工作和结果如下:I.α-BTM晶体的合成、生长、性能及α-/β-BTM两相关系采用固相反应法合成了纯相的α-BTM多晶,适宜的反应温度为580~590℃。粉末倍频测试表明,α-BTM能够实现Ⅰ类位相匹配,其倍频强度是KDP晶体的0.2倍,远小于β-BTM。采用助熔剂法获得了α-BTM单晶,并解析了其结构。测量了两相BTM在助熔剂(TeO2:MoO3=1.2:1)中的溶解度,发现两相BTM的饱和点非常接近,说明可以采用同一种配比生长出两相BTM晶体。采用顶部籽晶法生长了尺寸为50×42x30mm3的a-BTM晶体和57x43x35mm3的β-BTM晶体,且所获得的晶体透明,无包裹物和开裂等明显缺陷。研究了籽晶方向对晶体生长的影响,发现采用[010]和[001]方向的籽晶都能生长出高质量大尺寸的a-BTM晶体。采用高分辨X射线衍射仪对晶体质量进行了评估,晶体的摇摆曲线峰形尖锐且对称,半峰宽为16.55",说明晶体在所测区域内成分均匀,缺陷和杂质粒子很少,具有很好的结构完整性。系统研究了a-BTM晶体的热学性能、光学性能和压电性能。a-BTM晶体为非一致熔融化合物,其分解点为592.68℃;其沿a、b、c方向的热膨胀系数分别为9.10×10-6K-1、19.58×10-6K-1、11.94×10-6K-1;其热导率随温度的变化很小,60℃时其沿着a、b、c向的热导率分别为1.26、1.18和1.00W/(m-K)。a-BTM具有很宽的透光范围(380nm~5.53μm)、大的双折射(△n=0.30),可用于制作各种双折射器件。研究了a-BTM晶体的压电性能,发现其为非铁电压电晶体,纵向压电应变常数d33=0.3pC/N,远远小于β-BTM晶体的d22=-10.8pC/N和CTM晶体的d33=20.3pC/N,其弹性顺服常数s11=16.70pm2/N,522=12.10pm2/N,533=13.88pm2/N,故S11/S22=1.38,S33/S22=1.15,表明其各向异性较小。研究了a-BTM与β-BTM的关系,发现在常压下调节温度,没有观察到相变的发生,但在BaMoO4存在的情况下,β-BTM能转变成a-BTM,这为多形体的控制提供了一条新的思路。Ⅱ.CTM晶体的生长及性能系统探索了Cs2O-TeO2-MoO3三元相图,发现以Cs2O-TeO2和TeO2-MoO3为助熔剂均能结晶出单相的CTM晶体。采用c向籽晶生长出了尺寸为21×16x13mm3的透明晶体,并研究了籽晶方向、浓度、降温速率和降温区间对生长结果的影响,得到优化的CTM晶体生长条件:助熔剂体系TeO2-MoO3(TeO2:MoO3=3:2),浓度20~40mol%,a向籽晶,降温速率0.25-0.5℃/d。研究了CTM晶体的热学性能,其热膨胀系数αc=32.02×10-6K-1、αa=7.34x10-6K-1,α/αa=4.4;22℃时CTM的比热为0.400J/(g·K),随着温度的升高,其比热增大,当温度为440℃时,比热为0.506J/(g·K);22℃时a、c方向的热导率分别为1.86W/(m·K)和0.76W/(m·K),随温度的升高,其热导率降低。研究了CTM晶体的光学性能,其透光范围为430nm-5.38μm,其双折射达0.20(λ=480nm),随着波长的增加,双折射减小到0.13。计算了其倍频的位相匹配角度θ,当基频光波长为0.9μm时,0==54.8°,当基频光波长为1.064gm时,θ=42.7°,随着波长的增加,位相匹配角度逐渐减小,当基频光波长为2.0μm时,0=24°。采用马克条纹法测量了CTM晶体的二阶非线性光学系数,得到d32=6.8pmo/V,d33=6.5pm/V。对于1.064pm的基频光,其倍频(0=42.7°)的有效非线性光学系数为4.6pm/V,是同等条件下KTP晶体的1.5倍。考虑到透过范围和有效非线性光学系数,CTM晶体是一种潜在的二阶中红外非线性光学材料。研究了CTM晶体的压电性能,其纵向压电应变常数为20.3pC/N,是a-Si02的8.8倍和β-BTM的1.9倍,其机电耦合系数k33达到36.6%,其压电电压常数g33=0.18Vm/N,远大于钙钛矿材料的0.02-0.03Vm/N和LN的0.05Vm/N。CTM晶体的最小一阶温度系数为Ts44(1)=77×10-6/℃,远远小于β-BTM的Ts44(1)=180×10-6/℃和LN的Ts44(1)=205×10-6/℃。在0~150℃范围内,CTM晶体的压电电压常数d33和机电耦合系数k33随温度升高的增加值分别小于3.5%和1.0%。以上结果表明,CTM晶体可能是一种潜在的压电晶体。Ⅲ.MTM晶体的结构、生长及性能研究了MgO-TeO2-MoO3三元体系,获得了MTM单晶,解析了其结构。测试了其紫外-可见漫反射光谱,得到其紫外截止边约为360nm,中红外透过截止边为5.2μm。粉末倍频测试结果显示,MTM的倍频强度先随粒度的增大而增大,随后达到饱和,说明能够实现Ⅰ类位相匹配,且其倍频强度为KTP晶体的1.5倍。考虑到宽的透过范围和大的粉末倍频效应,MTM晶体是一种潜在的非线性光学晶体。Ⅳ.晶体的组成、结构与性能的关系分析了α-BTM、β-BTM、CTM和MTM的组成、结构与热学性能的关系;采用单晶数据,计算了α-BTM、β-BTM、CTM和MTM四种晶体结构中各阴离子基团的畸变、单胞的畸变,分析了其功能性能如非线性光学性能和压电性能与结构的关系。Ⅴ.非线性光学频率转换研究分析了α-BTM、β-BTM和CTM晶体的自发拉曼光谱,发现三种晶体主轴配置的最强拉曼峰均位于900cm-1左右,且其拉曼增益较大,线宽适中。采用α-BTM和β-BTM设计、制作了拉曼器件,获得了一阶(1178nm)、二阶(1320nm)、三阶(1500nm)拉曼激光输出,以及拉曼自倍频(589nm)激光输出。α-BTM晶体的一阶拉曼激光输出表明,其阈值为30.6MW/cm2,在输出镜透过率为35%的条件下,泵浦能量为48mJ时,达到最大输出能量为15.1mJ,转换效率为31.5%,斜效率为39%。当泵浦能量为32mJ时,最大光光转换效率为33.4%。采用类似的方式研究了β-BTM晶体的一阶拉曼产生,其阈值为28MW/cm2,最大输出能量为19.2mJ,光光转换效率为48%,斜效率为61.2%。与α-BTM晶体相比,β-BTM晶体的一阶拉曼激光输出性能更加优异。采用1064nm激光泵浦β-BTM晶体,获得了1320nm(二阶拉曼)和1500nm(三阶拉曼)双波长输出。当输出镜在1320nm处透过率为44%、泵浦能量为60mJ时,获得最大的二阶和三阶拉曼输出能量分别为10.86mJ和9.06mJ,对应的转换效率为18.1%和15.1%。研究了β-BTM晶体的三阶拉曼(1500nm)输出,当泵浦能量为60mJ时,输出的1500nm激光的最大能量为11.86mJ,光光转换效率达19.8%。实验中同时观察到了三阶和四阶拉曼(1740nm)激光的输出,两者的整体光光转换效率分别为22.4%(输出镜透过率为35%)和14%(输出镜透过率为20%)。要得到更高效的三阶拉曼激光输出,就要提高输出镜在1500nm处的透光率,并且对1740nm进行高反镀膜以抑制四阶输出。研究了β-BTM晶体的拉曼自倍频激光输出。对于1178nm激光倍频,采用Ⅱ类非临界位相匹配,β-BTM晶体的有效非线性光学系数为8.44pm/V,接收角为124mrad-cm,接收带宽为0.65nm.。在符合Ⅱ类倍频配置的方向上,沿Z轴和垂直Z轴的两个偏振方向具有频移相同的拉曼峰(915.2cm-1),峰值和半峰宽几乎相等,周围均没有竞争的频移峰出现。激光实验结果表明,589nm激光输出能量随着泵浦能量的增加而增大,在泵浦能量为48mJ时,得到了最大5.6mJ的589nm黄橙色激光输出,光光转换效率为11.7%。

二、棱镜产生最小偏向角的充要条件(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、棱镜产生最小偏向角的充要条件(论文提纲范文)

(1)新型碲酸盐功能晶体的探索(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 声光晶体
        1.2.1 声光效应
        1.2.2 声光晶体的研究现状
    1.3 非线性光学晶体
        1.3.1 非线性光学效应
        1.3.2 非线性光学晶体的研究现状
    1.4 碲酸盐功能晶体
    1.5 本论文的选题依据、目的及主要研究内容
第二章 实验部分
    2.1 实验原料
    2.2 固相合成
    2.3 晶体生长
        2.3.1 助熔剂法
        2.3.2 晶体生长设备
    2.4 X射线衍射分析
        2.4.1 粉末X射线衍射
        2.4.2 单晶X射线衍射
        2.4.3 高分辨X射线衍射
        2.4.4 劳厄X射线背反衍射
    2.5 性能表征
        2.5.1 密度
        2.5.2 热学特性
        2.5.3 光学特性
        2.5.4 声光特性
第三章 新型声光晶体TiTe_3O_8的设计、生长及表征
    3.1 引言
    3.2 固相合成
    3.3 热稳定性分析
    3.4 助熔剂体系探索
    3.5 晶体结构
    3.6 晶体生长
    3.7 晶体质量
    3.8 密度
    3.9 热学特性
        3.9.1 热膨胀
        3.9.2 比热
        3.9.3 热扩散
        3.9.4 热导率
    3.10 光学特性
        3.10.1 紫外-可见漫反射光谱
        3.10.2 光学透过光谱
        3.10.3 折射率
    3.11 声光特性
        3.11.1 TiTe_3O_8晶体的声光优值
        3.11.2 TiTe_3O_8晶体声光调制器的设计
        3.11.3 TiTe_3O_8晶体声光调制器的声光特性
    3.12 第一性原理计算
    3.13 本章小结
第四章 新型声光晶体ZrTe_3O_8的设计、生长及表征
    4.1 引言
    4.2 固相合成与热稳定性
    4.3 晶体结构
    4.4 晶体生长
        4.4.1 自发结晶
        4.4.2 籽晶生长
    4.5 晶体质量与密度
    4.6 热学特性
        4.6.1 热膨胀
        4.6.2 比热
        4.6.3 热扩散与热导率
    4.7 光学特性
        4.7.1 紫外—可见漫反射光谱
        4.7.2 光学透过光谱
        4.7.3 折射率
    4.8 第一性原理计算
    4.9 本章小结
第五章 新型非线性光学晶体Li_2ZrTeO_6的设计、生长及表征
    5.1 引言
    5.2 固相合成
    5.3 热稳定性分析
    5.4 晶体生长
        5.4.1 自发结晶
        5.4.2 籽晶生长
    5.5 晶体结构
    5.6 晶体质量
    5.7 热学特性
        5.7.1 热扩散和热导率
    5.8 光学特性
        5.8.1 紫外-可见漫反射光谱
        5.8.2 光学透过光谱
        5.8.3 激光损伤阈值
        5.8.4 粉末倍频性能
    5.9 第一性原理计算
    5.10 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 主要结论
        6.1.1 晶体生长
        6.1.2 晶体结构
        6.1.3 物理特性
    6.2 论文主要创新点
    6.3 有待深入研究的工作
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文及专利
攻读学位期间所获的奖励
攻读学位期间参加的会议
附录
学位论文评阅及答辩情况表

(2)新型钨(钼)酸盐功能晶体材料的生长与性能研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 钨钼酸盐体系功能晶体材料
        1.2.1 钨钼酸盐激光基质晶体
        1.2.2 钨钼酸盐二阶非线性光学晶体
        1.2.3 钨钼酸盐拉曼激光晶体
    1.3 钨钼酸铋及钨酸碲钠晶体的研究现状
        1.3.1 钨钼酸铋晶体的研究现状
        1.3.2 钨酸碲钠晶体的研究现状
    1.4 本论文的选题依据、目的及主要研究内容
第二章 实验部分
    2.1 实验原料
    2.2 固相合成
    2.3 晶体生长
        2.3.1 助熔剂法
        2.3.2 晶体生长设备
    2.4 X射线衍射分析
        2.4.1 粉末X射线衍射
        2.4.2 单晶X射线衍射
        2.4.3 高分辨X射线衍射
    2.5 成分分析
        2.5.1 X射线荧光光谱(XRF)
        2.5.2 能量分散谱(EDS)
    2.6 性能表征
        2.6.1 密度与硬度
        2.6.2 热学性质
        2.6.3 光学性质
        2.6.4 介电常数和介电损耗
第三章 Bi_2Mo_(2.66)W_(0.34)O_(12)晶体的生长与性能
    3.1 引言
    3.2 助熔剂体系探索
    3.3 自发结晶与晶体结构
        3.3.1 自发结晶
        3.3.2 成分分析
        3.3.3 晶体结构
    3.4 多晶合成与热稳定性
    3.5 晶体生长
        3.5.1 籽晶生长
        3.5.2 晶体形貌与质量
    3.6 密度及硬度
    3.7 热学性质
        3.7.1 比热
        3.7.2 热膨胀
        3.7.3 热扩散和热导率
    3.8 光学性质
        3.8.1 紫外可见漫反射光谱
        3.8.2 光学透过范围
        3.8.3 折射率
    3.9 自发拉曼光谱及拉曼激光输出
        3.9.1 自发拉曼光谱
        3.9.2 拉曼激光输出
    3.10 本章小结
第四章 Nd:Bi_2Mo_(2.66)W_(0.34)O_(12)晶体的生长、光谱性质与连续激光输出
    4.1 引言
    4.2 Nd:Bi_2Mo_(2.66)W_(0.34)O_(12)晶体的生长
    4.3 光谱性质
        4.3.1 偏振吸收光谱
        4.3.2 Judd-Ofelt理论分析
        4.3.3 荧光发射光谱
        4.3.4 荧光寿命
    4.4 连续激光输出
    4.5 本章小结
第五章 Bi_2W_2O_9晶体的生长与性能
    5.1 引言
    5.2 固相合成
    5.3 热稳定性
    5.4 助熔剂体系探索
    5.5 晶体结构
        5.5.1 晶体结构
        5.5.2 键价计算
        5.5.3 能带结构
    5.6 晶体生长
        5.6.1 自发结晶
        5.6.2 籽晶生长与晶体形貌
        5.6.3 晶体质量
    5.7 密度
    5.8 光学性质
        5.8.1 紫外可见漫反射光谱
        5.8.2 光学透过范围
        5.8.3 自发拉曼光谱
    5.9 晶体相变
    5.10 热学性质
        5.10.1 热膨胀
        5.10.2 热扩散与热导率
    5.11 本章小结
第六章 Na_2TeW_2O_9晶体的优化生长与电弹性能
    6.1 引言
    6.2 晶体的优化生长
    6.3 NTW晶体的电弹特性
        6.3.1 NTW晶体的压电测试切型设计
        6.3.2 电弹特性测试及结果
    6.4 压电性能与晶体结构的关系
    6.5 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 主要结论
        7.1.1 晶体生长
        7.1.2 晶体结构与物理性质
        7.1.3 相变研究
        7.1.4 激光输出
    7.2 论文主要创新点
    7.3 有待深入研究的工作
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文
攻读学位期间所获的奖励
攻读学位期间参加的会议
附录
学位论文评阅及答辩情况表

(3)星地激光测距链路信道模型及链路补偿方法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究概况
        1.2.1 卫星激光测距发展现状
        1.2.2 卫星激光测距精度及误差补偿研究现状
    1.3 论文安排及主要工作和创新点
        1.3.1 论文安排及主要工作
        1.3.2 论文的创新点
第二章 激光测距技术体制及原理分析
    2.1 激光测距技术体制分类概述
    2.2 典型的非相干探测激光测距技术
        2.2.1 脉冲式测距法
        2.2.2 传统相位式测距法
    2.3 相干探测激光测距技术
    2.4 脉冲-相位-相干探测式测距法
    2.5 本章小结
第三章 星地激光测距链路大气传输效应及信道模型
    3.1 星地激光测距链路信道环境简介
    3.2 星地链路对流层传输环境研究
        3.2.1 对流层晴空大气物理及电磁特性描述
        3.2.2 对流层大气湍流特性分析
        3.2.3 对流层大气沉降粒子概述
    3.3 对流层传输效应及产生机理分析
        3.3.1 折射
        3.3.2 相移
        3.3.3 衰减
        3.3.4 闪烁
        3.3.5 去极化
    3.4 星地激光链路信道模型的建立
    3.5 星地激光链路信道模型参数
    3.6 本章小结
第四章 星地链路激光测距误差分析
    4.1 星地链路激光测距误差因素分析
    4.2 大气折射引起的测距误差分析
    4.3 相位闪烁引起的随机误差分析
    4.4 ?引起的测距误差分析
        4.4.1 大气折射率经验模型误差对测距精度的影响
        4.4.2 气象参数测定误差对测距精度的影响
    4.5 本章小结
第五章 星地激光链路测距误差补偿方案
    5.1 星地激光链路测距误差补偿的充要条件
    5.2 大气折射率剖面反演机理
    5.3 大气折射率剖面反演方案
    5.4 星地激光链路测距误差补偿方案
    5.5 本章小结
第六章 结束语
参考文献
致谢
作者简介

(4)大学物理实验课程期末考试的实践研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景
        1.1.1 高校物理实验课程改革的要求
        1.1.2 对考试研究的兴趣
        1.1.3 选题来源
    1.2 研究内容
    1.3 研究意义
    1.4 研究思路与方法
        1.4.1 研究思路
        1.4.2 研究的方法
第二章 文献综述和理论基础
    2.1 研究现状
        2.1.1 改革大学物理实验课程的考核评价体系
        2.1.2 大学物理实验考核方式的介绍或分析
        2.1.3 大学物理实验课程的考核方式改革
        2.1.4 提倡在大学物理考试中运用新平台新技术
        2.1.5 国内其它及国外研究状况
        2.1.6 小结
    2.2 理论基础
        2.2.1 大学物理实验考试的概念界定
        2.2.2 大学物理实验考试的性质与功能
        2.2.3 教学中的评价理论
        2.2.4 教育测量的相关理论
第三章 大学物理实验考试的前期实践
    3.1 对大学物理实验考试的深入思考
    3.2 对操作考试的再分析
    3.3 实践方案设计
        3.3.1 对操作考试的改进
        3.3.2 实践中的主要工作
    3.4 第一次研究的情况
        3.4.1 试题命制
        3.4.2 施测情况
        3.4.3 试卷分析
        3.4.4 小结与讨论
    3.5 对笔试的再分析
    3.6 第二次研究
        3.6.1 试题命制
        3.6.2 施测情况
        3.6.3 试卷分析
        3.6.4 小结与讨论
第四章 笔试与新操作考相结合的大学物理实验考试
    4.1 试题命制
        4.1.1 实验操作题
        4.1.2 笔试题
    4.2 施测情况
    4.3 试卷分析
        4.3.1 操作考的情况
        4.3.2 笔试的情况
    4.4 笔试与操作考试的相关性分析
    4.5 小结与讨论
第五章 结论
    5.1 研究结论
        5.1.1 调研的结果
        5.1.2 实践研究的结果
    5.2 建议
    5.3 研究不足
    5.4 研究展望
附录一: 第一次研究的试题
附录二: 哈尔滨工业大学试题
附录三: 华中科技大学试题
附录四: 杭州电子科技大学试卷
附录五: 第二次研究的试题
附录六: 第三次研究的试题
附录七: 答卷样本
作者攻读硕士学位期间发表的学术成果
参考文献
致谢

(5)微下拉设备研制、单晶生长及功能晶体TbCOB的制备和性能研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 微下拉晶体生长
        1.2.1 微下拉法(μ-PD)概述
        1.2.2 微下拉设备的发展及趋势
        1.2.3 微下拉单晶生长现状
    1.3 单晶光纤
        1.3.1 单晶光纤概述
        1.3.2 单晶光纤生长
        1.3.3 激光单晶光纤的原理及特点
        1.3.4 激光单晶光纤的研究现状
    1.4 功能晶体TbCa_4O(BO_3)_3
        1.4.1 研究背景
        1.4.2 提拉法(Cz法)
    1.5 选题的意义、目的和主要研究内容
第二章 微下拉设备研制
    2.1 引言
    2.2 设备基本组成
    2.3 坩埚设计与优化
    2.4 温场设计与制作
    2.5 晶体生长成像系统
    2.6 设备稳定性优化
第三章 微下拉单晶生长及单晶光纤制备
    3.1 引言
    3.2 LiNbO_3晶体生长
    3.3 Y_3Al_5O_(12)晶体生长及表征
    3.4 单晶光纤的生长研究
    3.5 单晶光纤的基本表征
    3.6 本章小结
第四章 TbCOB晶体的生长、结构及热学性质
    4.1 引言
    4.2 固相法合成
    4.3 熔融特性
    4.4 晶体生长
    4.5 晶体质量表征
    4.6 晶体结构
        4.6.1 X射线单晶结构
        4.6.2 偏振拉曼振动分析
    4.7 热学性质
        4.7.1 比热
        4.7.2 热膨胀系数
        4.7.3 热膨胀各向异性
        4.7.4 热扩散及热导率
    4.8 本章小结
第五章 功能晶体TbCOB的光、电、磁性质
    5.1 引言
    5.2 线性光学性质
        5.2.1 透过范围
        5.2.2 吸收光谱
        5.2.3 折射率与光学主轴坐标系
    5.3 非线性光学性质
        5.3.1 主平面位相匹配
        5.3.2 二阶非线性光学性质
        5.3.3 激光倍频性能
    5.4 荧光性质
    5.5 压电性能
        5.5.1 压电方程和切型设计
        5.5.2 常温压电性能
        5.5.3 高温压电性能
    5.6 磁化行为与磁各向异性
    5.7 本章小结
第六章 倍频器件的微下拉定向生长与研究
    6.1 引言
    6.2 TbCOB空间位相匹配设计
    6.3 倍频器件的微下拉生长
    6.4 激光倍频性能评估
    6.5 接收角、走离角及激光损伤阈值
    6.6 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 主要结论
    7.2 主要创新点
    7.3 有待深入研究的内容
参考文献
攻读学位期间的学术论文及专利
攻读学位期间所获得奖励
攻读学位期间参加的会议
攻读学位期间参与的项目
致谢
附录
学位论文评阅及答辩情况表

(6)关于一道光学习题的分析与思考(论文提纲范文)

1 问题解答
2 对该现象原因的分析
3 光线由PN入射,先后经QM、QN反射,并由PM出射的条件探究
4 分析与讨论
    4.1 入射点C的位置
    4.2 存在盲区的α临界值
    4.3 出射光线展宽

(8)改进和提高分光计实验课的教学效果(论文提纲范文)

1 强调分光计使用的重要实际意义
2 详细阐述分光计的结构及测量原理
    2.1 介绍分光计的结构、原理
        2.1.1 关于阿贝式自准直望远镜的介绍
        2.1.2 介绍平行光管
        2.1.3 介绍读数系统
    2.2 讲清完成各种测量任务所采用的方法原理
        2.2.1 用自准直法和反射法测三棱镜顶角
        2.2.2 测三棱镜的最小偏向角
        2.2.3 利用透射光栅进行光谱分析
3 必须注意的操作步骤及相应的注意事项
4 实验数据的处理方法和误差分析技巧
5 启发、要求学生对实验装置或操作程序提出改进建议
6 结束语

(9)基于压缩感知的光谱成像研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
目次
1 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 光谱成像的分类
        1.2.1 依据光谱分辨率分类
        1.2.2 依据图像采集方式分类
        1.2.3 依据分光原理分类
    1.3 压缩感知研究简介
    1.4 本文研究意义和研究内容
2 压缩感知基本原理
    2.1 信号的稀疏表示
    2.2 非相关性测量
    2.3 图像重构方法简介
    2.4 本章小结
3 压缩感知光谱成像系统
    3.1 基于DMD的多光谱成像系统
    3.2 基于液晶光阀的压缩感知光谱成像系统
    3.3 实验结果及讨论
        3.3.1 超光谱成像实验结果
        3.3.2 影响压缩感知图像重构质量的因素讨论
        3.3.3 压缩感知重构图像中不同区域间的影响
    3.4 本章小结
4 压缩感知荧光显微成像
    4.1 基于压缩感知的荧光显微光谱成像的特点
    4.2 成像系统与实验结果
        4.2.1 实验系统介绍
        4.2.2 实验结果及分析
    4.3 本章小结
5 基于光谱维编码的压缩感知多光谱成像系统
    5.1 压缩感知光谱成像简介
    5.2 光谱维随机编码的光谱成像方法
    5.3 模拟仿真
    5.4 本章小结
6 总结与展望
参考文献
作者简历以及在学期间获得的科研成果

(10)新型钼碲酸盐晶体的生长、性能及非线性光学频率转换研究(论文提纲范文)

目录
TABLE OF CONTENTS
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 非线性光学频率转换晶体
        1.2.1 二阶非线性光学频率转换晶体
        1.2.2 拉曼激光晶体
    1.3 二阶Jahn-Teller效应与新型非线性光学频率转换晶体
        1.3.1 Jahn-Teller效应概述
        1.3.2 二阶Jahn-Teller效应与非中心对称结构
        1.3.3 基于二阶Jahn-Teller效应的非中心对称结构氧化物
        1.3.4 β-BaTeMo_2O_9(β-BTM)晶体的研究进展
    1.4 选题的意义、目的和主要研究内容
第二章 实验部分
    2.1 实验原料
    2.2 固相合成
    2.3 晶体生长
        2.3.1 助熔剂法
        2.3.2 生长设备
    2.4 X射线结构分析
        2.4.1 单晶X射线衍射
        2.4.2 粉末X射线衍射
        2.4.3 高分辨X射线衍射
    2.5 性能表征
        2.5.1 基于多晶粉末的性质表征
        2.5.2 基于单晶的性能研究
第三章 α-BaTeMo_2O_9(α-BTM)晶体的合成、生长、性能及α-/β-BTM两相关系
    3.1 引言
    3.2 多晶合成
    3.3 晶体结构
    3.4 晶体生长
    3.5 晶体质量
    3.6 密度和硬度
    3.7 热学性能
        3.7.1 分解点
        3.7.2 热膨胀
        3.7.3 比热
        3.7.4 热扩散和热导率
    3.8 光学性能
        3.8.1 透过光谱
        3.8.2 折射率
    3.9 压电性能
        3.9.1 介电常数
        3.9.2 常温弹性常数和压电常数
    3.10 α-/β-BTM两相关系研究
    3.11 本章小结
第四章 Cs_2TeMo_3O_(12)(CTM)晶体的生长及性能
    4.1 引言
    4.2 多晶合成
    4.3 助熔剂体系探索
    4.4 晶体结构
    4.5 晶体生长
        4.5.1 自发结晶
        4.5.2 籽晶生长
    4.6 晶体质量
    4.7 热学性能
        4.7.1 分解点
        4.7.2 热膨胀
        4.7.3 比热
        4.7.4 热扩散及热导率
    4.8 光学性能
        4.8.1 透过光谱
        4.8.2 折射率
        4.8.3 位相匹配
        4.8.4 二阶非线性光学系数
    4.9 压电性能
        4.9.1 常温压电性能
        4.9.2 压电性能与温度的关系
    4.10 本章小结
第五章 MgTeMoO_6(MTM)晶体的结构、生长及性能
    5.1 引言
    5.2 多晶合成
    5.3 MgO-TeO_2-MoO_3三元体系探索
    5.4 晶体结构
    5.5 晶体生长
    5.6 透光范围
    5.7 粉末倍频性能
    5.8 热稳定性
    5.9 本章小结
第六章 晶体的组成、结构与性能的关系
    6.1 引言
    6.2 晶体组成、结构与热学性能
        6.2.1 分解点
        6.2.2 热膨胀
        6.2.3 比热
        6.2.4 热导率
    6.3 晶体组成、结构与功能性能
        6.3.1 晶体中非中心对称结构基元的畸变计算
        6.3.2 二阶非线性光学性能
        6.3.3 压电性能
    6.4 本章小结
第七章 非线性光学频率转换研究
    7.1 引言
    7.2 自发拉曼光谱
    7.3 拉曼激光输出
        7.3.1 α-/β-BTM晶体一阶拉曼1178nm激光输出
        7.3.2 β-BTM晶体二阶拉曼1320nm和三阶拉曼1500nm双波长激光输出
        7.3.3 β-BTM晶体三阶拉曼1500nm激光输出
    7.4 β-BTM晶体拉曼自倍频589nm黄光输出
    7.5 本章小结
第八章 总结与展望
    8.1 主要结论
        8.1.1 晶体生长
        8.1.2 晶体结构
        8.1.3 物理性能
        8.1.4 组成、结构与性能的关系
        8.1.5 非线性光学频率转换应用探索
    8.2 主要创新点
    8.3 有待深入研究的内容
参考文献
攻读学位期间的学术论文及专利
攻读学位期间所获的荣誉和奖励
攻读学位期间参加的会议
攻读学位期间获得的资助及参与的项目
致谢
附录
学位论文评阅及答辩情况表

四、棱镜产生最小偏向角的充要条件(论文参考文献)

  • [1]新型碲酸盐功能晶体的探索[D]. 卢伟群. 山东大学, 2019(09)
  • [2]新型钨(钼)酸盐功能晶体材料的生长与性能研究[D]. 田相鑫. 山东大学, 2018(12)
  • [3]星地激光测距链路信道模型及链路补偿方法研究[D]. 吉登斌. 西安电子科技大学, 2017(04)
  • [4]大学物理实验课程期末考试的实践研究[D]. 李佳隆. 华东师范大学, 2017(01)
  • [5]微下拉设备研制、单晶生长及功能晶体TbCOB的制备和性能研究[D]. 原东升. 山东大学, 2016(10)
  • [6]关于一道光学习题的分析与思考[J]. 王瑶. 物理与工程, 2015(04)
  • [7]分光计最小偏向角法测量方案及其误差产生原因与改进[J]. 王敏. 电子测试, 2014(02)
  • [8]改进和提高分光计实验课的教学效果[J]. 程忠. 实验科学与技术, 2013(05)
  • [9]基于压缩感知的光谱成像研究[D]. 王金成. 浙江大学, 2013(12)
  • [10]新型钼碲酸盐晶体的生长、性能及非线性光学频率转换研究[D]. 张俊杰. 山东大学, 2013(09)

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棱镜产生最小偏角的充分必要条件
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