偏心度对方形倍频晶体温度场的影响

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李隆ｈ，史彭，甘安生，陈浩伟。，侯洵
（．１西安交通大学电子与信息工程学院，７０４，１０９西安；２西安建筑科技大学理学院，７０５，，１０５西安；３西北大学光子学与光子技术研究所，７０６，．１０９西安）
பைடு நூலகம்
摘要：为了解决非均匀温升对非线性晶体倍频转换效率影响的问题，建立了方形非线性晶体模型．
３Ｉｓｉｔｏｈｔｎｃ．ｎｔｕｅｆｏｏｉｔＰｓ＆ＰｏｏＴｅｈｏｏｙｈｔ－ｃｎｌｇ，Ｎｏｔｗｅｔｉｅｓｔ，ｎ７０６，Ｃｈｎ）ｒｈｓＵｎｖｒｉＸｉ１０９ｙａｉａ
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辐射偏心度增大到０７，频晶体的最高温升下降了２．．．５时倍１１关键词：激光器；非线性晶体；内倍频；腔辐射偏・心度中图分类号：Ｔ４．文献标识码：Ａ文章编号：２３９７２０）４０２—４Ｎ２８１０５ —８Ｘ（０６０—４００
Ｇａｓｉｎｄｓｒｂｔｏｕｓａｉｔｉｕｉｎ，ｎｎｉｅｒｃｙｔｌＳｐｒｐｅａｅｐｒｔｒｎａｉｂｅｅｓａｄｅｄｆｃｓｏｌａｒｓａ ’ ｅｉｈｒｌｔｍｅａｕｅｉｖｒａｌｎｓｎｎ —ａｅｎｓｔｆｉｇａｐｏｉａｅａｉｂｔｏｄｔｎ，ｗｅｅｃｎｉｅｅ．Ｉｅｐｎｅｔｈｅｕｒｍｅｔｏａｉｙｎｐｒｘｍｔｄａａｉｃｎｉｉｓｃｏｒｏｓｄｒｄｎｒｓｏｓｏｔｅｒｑｉｅｎｆｎｎｉｅｒｃｙｔｌｗｉｔａａｉｙｄｕｌｇｆｅｕｎｙｈｅｉｉｉｎｏｕｄｍｅｔｌｒｑｅｃａｏｌａｒｓａｔｉｒｃｖｔｏｂｉｒｑｅｃ，ｔｅｄｆｔｏｆｆｎａｎａｅｕｎｙｌ— ｎｈｎｎｎｆｓｒｒｄａｉｎｅｃｎｒｃｔｆｒｃａｇｅｎｎｉｅｒｃｙｔｌｓｉｔｏｕｅ．Ｂａｅｎｔｅｈａｏｄｃｅａｉｔｃｅｔｉｉｙｏｅｔｎｌｏｌａｒｓａｏｎｗａｒｄｃｄｎｓｄｏｈｅｔｃｎｕｔｏｑａｉｎ，ｅｅａｎｌｔｏｕｉｎｏｅｐｒｔｒｉｔｉｕｉｎｉｅｔｎｌｏｌｅｒｃｙｔｌｉｎｅｕｔｏａｇｎｒｌａｙｉｓｌｔｏｆｔｍｅａｕｅｄｓｒｂｔｏｎｒｃａｇｅｎｎｉａｒｓａａｃｎｅｃｎｒｃｒｄａｅｙｆｎａｎａｒｑｅｃａｅｓｏｔｉｅ．Ｔｈｅｐｒｔｒｉｌｓｏｅｔｎｃｅｔｉ—ａｉｔｄｂｕｄｍｅｔｌｅｕｎｙｌｓｒｗａｂａｎｄｆｅｔｍｅａｕｅｆｄｆｃａ — ｅｒｇｅｎｎｉｅｒｃｙｔｌｃｎｅ＿ａｉｔｄａｄｅｃｎｒｃｒｄａｅｙｆｎａｅｔ１ｆｅｕｎｙｌｓｒｗｅｅｌｏｌａｒｓａｅｔｒｒｄａｅｎｃｅｔｉ－ａｉｔｄｂｕｄｍｎａｒｑｅｃａｅｒｎａａｙｅ．Ｔｈｅｕｔｓｏｈｔｗｈｎｔｅｒｄａｉｎｅｃｎｒｃｔｎｒａｅｏ０７，ｔｅｔｍｐｒ — ｎｌｚｄｅｒｓｌｈｗｓｔａｅｈａｉｔｃｅｔｉｉｉｃｅｓｓｔ．５ｈｅｅａｏｙｔｒｉｅｏｏｌｅｒｃｙｔＩｃｎｂｅｕｅｙ２１１．ｕｅｒｓｆｎｎｉａｒｓａａｅｒｄｃｄｂｎ．Ｋｅｗｏｄ：ｌｓｒｏｌｅｒｃｙｔｌｎｒｃｖｔｏｂｉｇｆｅｕｎｙａｉｔｎｅｃｎｒｉｙｙｒｓａｅ；ｎｎｉａｒｓａ；ｉｔａａｉｙｄｕｌ —ｒｑｅｃ；ｒｄａｉｃｅｔｉｔｎｎｏｃ
该模型在建立中考虑了基频光具有高斯分布，方形倍频晶体具有周边恒温、端面满足近似绝热等特
点．根据非线性晶体腔内倍频的实际需要，给出了方形非线性晶体基频光辐射偏心度的定义，并利用热传导方程，得到了方形非线性晶体受基波偏心辐射时温度场分布的一般解析表达式，解决了在温场模式研究中将倍频使用的方形晶体近似为圆柱形晶体所带来的问题．实验结果表明；基频光当
ＩｆｕｎｅｏｃｎｒｃｔｎＴｅｅａｕｅＦｅｄｏｃａｇｌｒｎｌｅｃｆＥｃｅｔｉｉｏｍｐｒｔｒｉｌｆＲｅｔｎｕａｙＤｏｂｉｇＦｒｑｅｃｙｔｌｕｌｎ－ｅｕｎｙＣｒｓａ
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第４０卷
第４期
西安
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学学报
Ｖｏ．Ｏ１４
№４
２００６年４月
Ｊ０ＵＲＮＡＬＯＦＸＩＡＮＩＪＡｏＴ０ＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
Ａｐ．２０ｒ０６
偏心度对方形倍频晶体温度场的影响

倍频效应

第1 1节倍频效应倍频效应是非线性光学效应。

当光束通过晶体后，除了原来的激光波长以外，还检测到波长为1/2入射光波长的成分，即从晶体中透出光的频率是入射光频率的两倍。

人们把这种光学现象称作光的倍频效应。

倍频效应是弗兰肯(Franken)等人在1 9 6 1年首先发现的。

他们将红宝石激光器输出的波长为694. 3nm的红光射到石英晶体上。

当这束红光通过石英晶体后，他们发现在透射光中除了波长为6 91．3nn的红光外，还出现了波长为347.1nn的成分。

后者的波长刚好等于红宝石激光波长的一半，即频率加倍。

照相板图l0-91 弗兰肯等人的倍频实验装胃若用其它一些晶体材料来取代石英晶体，如磷酸二氢氨(ADP)、磷酸二氢钾(KDP)、砷酸二氢铷(RDA)、铌酸锂( LiNb03)、碘酸锂(Li103)、铌酸钡钠(BNN)等等，都能产生倍频效应。

不仅在透射光中能够检测到倍频光波，在反射光中也能出现倍频光。

将高功率的激光束投射到表面光滑的金属表面上，例如，金、银、铜、铋做的镜面，或者由碱金属盐类，如氯化钙、氯化钠，氯化钾以及半导体材料做成的镜面，甚至液体（例如水、二硫化碳、苯）和空气的分界面，在反射光中也包含有倍频的光波。

图10-22是用红图J e）22 反射光出现倍频光波宝石激光在砷化镓反射镜上反射，在反射光中产生倍频光波的实验示意图。

如果在装砷化镓反射镜的盒中充入一种液体（比如苯）．就可以观察到两束反射光，其中一束是原来的红宝石激光，另一束是由砷化镓晶体产生的倍频光束。

前者遵守反射定律，即反射角等于入射角，01 =02，倍频光不再遵守反射定律。

它的反射角以满足刀1；inplsin秒。

=瓦5式中的n，和l12分别是基波和倍频光波在浸没砷化镓晶体片的液体中的折射率。

根据．L面式子可以计算出反射光中倍频光波与基波之间夹角。

如果盒内不充入引起色散的介质．，倍频光波满足通常的反射定律。

倍频效应是非线性的光学效应，当介质在很强的光波电场作用下，不但产生线性极化，而且产生-次、三次等非线性极化。

单晶热场温度梯度

单晶热场温度梯度
单晶热场温度梯度是指在单晶体内部，在不同位置温度不均匀的现象。

在工程制造过程中，单晶热场温度梯度是一个非常重要的参数，它直接影响着材料的性质和成品的质量。

首先，单晶热场温度梯度会影响材料的力学性能。

由于单晶体在不同位置的温度不同，所以单晶体内部会形成温度梯度。

这种温度梯度会导致单晶体内部的应力不均匀，从而影响材料的力学性能。

比如，如果单晶体内部的温度梯度过大，就会导致单晶体内部产生裂纹，这会严重影响材料的强度和韧性。

其次，单晶热场温度梯度还会影响材料的晶体结构和成品的质量。

由于单晶体内部的温度不同，所以晶体结构也会发生变化，从而影响成品的质量。

比如，在单晶体内部出现温度梯度时，晶体结构会发生变形和变化，这会导致成品的尺寸和形状不稳定，从而影响成品的质量。

同时，单晶热场温度梯度还会影响制造工艺的选择和优化。

在制造单晶体的过程中，需要控制温度梯度，以保证成品的质量。

如果温度梯度过大，就需要采取特殊的制造工艺来控制温度，或者采用其他材料来代替单晶体。

因此，针对单晶热场温度梯度的影响，制造工艺人员需要选择合适的工艺，控制温度梯度，以保证成品的质量。

同时，还需要加强对单晶体内部温度梯度影响机理的研究，为工艺的优化提供理论指导。

通过科学的研究和技术的探索，相信单晶热场温度梯度对工艺制造的影响将被逐步降低，从而促进单晶材料的广泛应用。

低功率抽运下BBO晶体倍频过程中热效应解析

低功率抽运下BBO晶体倍频过程中热效应解析热效应对于低功率抽运下BBO晶体倍频过程具有重要影响。

本文将通过以下几个方面对该问题进行解析：1.热效应的原因及特点：在低功率抽运下，BBO晶体的倍频过程受到热效应的影响。

热效应主要由以下几个方面引起：（1）热导：功率抽运过程中，受到抽运光和倍频光的吸收和发射，BBO晶体会发生热传导，导致温度升高。

（2）自吸收效应：在发生倍频过程中，BBO晶体中的倍频光会被光学吸收，转化为热能。

（3）非线性光学效应：倍频过程中，BBO晶体会发生非线性光学效应，产生热能。

2.热效应的分析：（1）热传导分析：根据热传导方程，可以得到热传导方程和热传导系数。

通过求解热传导方程，可以得到BBO晶体中的温度分布。

（2）自吸收效应分析：自吸收效应可用热方程来描述，其中包括热传导项和更多的热源项。

通过求解这个方程，可以得到自吸收过程中的温度变化。

（3）非线性光学效应分析：非线性光学效应会导致BBO晶体中的温度变化。

这种变化可以通过建立适当的非线性光学热方程来描述。

3.热效应对倍频过程的影响：（1）光学性能：热效应会引起BBO晶体中的温度变化，进而影响其光学性能。

温度升高会导致折射率的变化，从而影响折射率匹配条件，进而影响倍频效率。

（2）晶体损伤：温度升高可能导致BBO晶体的损伤，特别是当温度升高到超过晶体承受能力时。

（3）功率饱和：温度升高会导致BBO晶体中非线性效应的饱和。

热效应会限制倍频输出功率和波长范围。

4.热效应的控制方法：（1）散热设计：通过合理的散热设计，减少热传导对BBO晶体的影响。

（2）降低抽运功率：降低抽运功率可以减小热效应，从而减轻其对倍频过程的影响。

（3）材料优化：选择具有较高热导率和较小光学吸收的材料，可以减小热效应。

综上所述，热效应对低功率抽运下BBO晶体倍频过程具有重要的影响。

热效应会影响光学性能、导致晶体损伤和功率饱和。

通过合理的热效应分析和控制方法，可以有效地减小热效应对倍频过程的影响，提高倍频效率和稳定性。

半导体级硅单晶生长中影响晶体取向分布的因素研究

半导体级硅单晶生长中影响晶体取向分布的因素研究引言在半导体工业中，硅是最常用的材料之一。

硅单晶是制造半导体器件的基本材料，其晶体结构的取向分布对器件性能产生重要影响。

因此，研究晶体取向分布的影响因素对于提高半导体器件的质量和性能非常重要。

本文将系统探讨半导体级硅单晶生长中影响晶体取向分布的主要因素。

影响因素一：生长条件生长条件是影响硅单晶晶体取向分布的关键因素之一。

在硅单晶生长过程中，温度、压力、气氛成分等生长条件的变化可能会导致晶体取向分布的变化。

首先，生长温度对晶体取向分布有显著影响。

过高或过低的温度可能引起晶体生长速率的变化，从而导致取向分布的偏移。

因此，在硅单晶生长过程中，严密控制生长温度非常重要。

其次，生长压力也会对晶体取向分布产生影响。

压力的变化可能改变晶体生长方式，甚至使晶体从某个取向转变到另一个取向。

因此，在生长过程中，控制良好的压力条件对于得到均匀的晶体取向分布至关重要。

另外，气氛成分也是影响晶体取向分布的重要因素。

在硅生长过程中，通常使用的气氛成分主要包括硅烷和氢气。

不同的气氛成分比例会对取向分布产生显著影响。

例如，增加硅烷浓度可能导致取向分布偏向<111>方向，而增加氢气浓度可能使取向分布偏向<100>方向。

影响因素二：晶体缺陷晶体中的缺陷也是决定晶体取向分布的重要因素之一。

晶体缺陷如晶界、位错和点缺陷等会对取向分布产生影响。

晶界是晶体中两个不同取向晶粒的交界处，其取向通常与晶体取向有关。

晶界的存在可能导致取向分布的偏离和变化。

因此，减少晶界密度对于获得良好的晶体取向分布非常重要。

位错是晶体中的一种晶格缺陷，它可以影响晶体的机械特性和电子性能。

位错的类型和分布可以对取向分布产生影响。

例如，网络位错可能导致晶体取向的偏离和变化。

此外，点缺陷（如氧杂质）的存在也会对取向分布产生影响。

点缺陷的浓度和空间分布可能导致晶体取向的变化。

影响因素三：晶体生长方式晶体生长方式也是影响晶体取向分布的重要因素之一。

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