无机材料学报 ›› 2020, Vol. 35 ›› Issue (9): 1053-1058.DOI: 10.15541/jim20190573
所属专题: 【虚拟专辑】透明陶瓷与光学晶体
王东海1(),侯文涛1,李纳1,李东振2,徐晓东2,徐军1(),王庆国1(),唐慧丽1
收稿日期:
2019-11-11
修回日期:
2019-12-25
出版日期:
2020-09-20
网络出版日期:
2020-04-05
作者简介:
王东海(1982–), 男, 博士研究生. E-mail: WANG Donghai1(),HOU Wentao1,LI Na1,LI Dongzhen2,XU Xiaodong2,XU Jun1(),WANG Qingguo1(),TANG Huili1
Received:
2019-11-11
Revised:
2019-12-25
Published:
2020-09-20
Online:
2020-04-05
摘要:
通过导模法(EFG)成功生长了蓝宝石单晶光纤(直径400~1000 μm, 长度500 mm)。光纤的横截面大致为圆形, 侧面无明显的小面, 直径变化小于40 μm。本研究对晶体缺陷, 例如微气泡, 包裹物和生长条纹等进行观察与分析, 得出: 大多数微气泡是球状的, 且存在于光纤的外侧缘; 在蓝宝石光纤外侧面也观察到少量的钼包裹物元素; 新模具在前几次使用中往往会产生更多的钼夹杂物, 在多次使用后降低。通过对熔体膜流体流动的实验和数值模拟, 研究蓝宝石光纤中微气泡尺寸和分布, 实验和数值模拟的结果显示出良好的一致性。微气泡的分布取决于熔体膜处的流体流动模式, 流体流动的涡流使微气泡在热毛细对流作用下移动到蓝宝石光纤外侧缘。633 nm处的吸收损耗为9 dB/m, 包裹物和表面不规则性会增加散射损耗。
中图分类号:
王东海,侯文涛,李纳,李东振,徐晓东,徐军,王庆国,唐慧丽. 导模法生长蓝宝石单晶光纤的缺陷和光学特性研究[J]. 无机材料学报, 2020, 35(9): 1053-1058.
WANG Donghai,HOU Wentao,LI Na,LI Dongzhen,XU Xiaodong,XU Jun,WANG Qingguo,TANG Huili. Defects and Optical Property of Single-crystal Sapphire Fibers Grown by Edge-defined Film-fed Growth Method[J]. Journal of Inorganic Materials, 2020, 35(9): 1053-1058.
Fig. 6 Principles of capillary shaping for EFG fiber growth method Rm-Vertical curvature of the meniscus; Rd-Die radius; Rc-Radius of the crystal; Hm-Meniscus height
Materials | Orientation | φo /(o) | Ref. |
---|---|---|---|
Si | [111] | 11 | [10] |
YAG | [100] | 11 | [11] |
Sapphire | [0001] | 17 | [12] |
Sapphire | $[10\bar{1}0]$ | 35 | [12] |
Table 1 Parameter φo for different crystals
Materials | Orientation | φo /(o) | Ref. |
---|---|---|---|
Si | [111] | 11 | [10] |
YAG | [100] | 11 | [11] |
Sapphire | [0001] | 17 | [12] |
Sapphire | $[10\bar{1}0]$ | 35 | [12] |
[1] |
LABELLE JR H E. EFG, the invention and application to sapphire growth. Journal of Crystal Growth, 1980,50(1):8-17.
DOI URL |
[2] | WILSON B A, PETRIE C M, BLUE T E. High temperature effects on the light transmission through sapphire optical fiber. Journal of the American Ceramic Society, 2018,101(8):3452-3459. |
[3] |
COULTER A H. Sapphire fibers for erbium: YAG continue to evolve. Journal of Clinical Laser Medicine and Surgery, 1995,13(3):227-228.
URL PMID |
[4] | KURLOV V N, STRYUKOV D O, SHIKUNOVA I A. Growth of sapphire and oxide eutectic fibers by the EFG technique. Journal of Physics: Conference Series, 2016,673(1):012017. |
[5] | BERA S, NIE C D, SOSKIND M G,et al. Growth and lasing of single crystal YAG fibers with different Ho3+ concentrations. Optical Materials, 2018,75:44-48. |
[6] | LEBBOU K. Single crystals fiber technology design. Optical Materials, 2017,63:13-18. |
[7] | KURLOV V N, MILEIKO S T, KOLCHIN A A,et al. Growth of oxide fibers by the internal crystallization method. Crystallography Reports, 2002,47(1):S53-S62. |
[8] | KURLOV V N, KIIKO V M, KOLCHIN A A,et al. Sapphire fibres grown by a modified internal crystallisation method Journal of Crystal Growth, 1999,204(4):499-504. |
[9] | FITZGIBBON J J, COLLINS J M. High-volume production of low-loss sapphire optical fibers by Saphikon EFG (edge-defined, film-fed growth) method. International Society for Optics and Photonics, 1998,3262:135-141. |
[10] |
SUREK T. Theory of shape stability in crystal growth from the melt. Journal of Applied Physics, 1976,47(10):4384-4393.
DOI URL |
[11] | RUDOLPH P, FUKUDA T. Fiber crystal growth from the melt. crystal research and technology. Journal of Experimental and Industrial Crystallography, 1999,34(1):3-40. |
[12] | KAMADA K, MURAKAMI R, KOCHURIKHIN V V,et al. Single crystal growth of submillimeter diameter sapphire tube by the micro- pulling down method. Journal of Crystal Growth, 2018,492:45-49. |
[13] | ZHDANOV A V, SATUNKIN G A, TATARCHENKO V A,et al. Cylindrical pores in a growing crystal. Journal of Crystal Growth, 1980,49(4):659-664. |
[14] | TATARCHENKO V A, YALOVETS T N, SATUNKIN G A,et al. Defects in shaped sapphire crystals. Journal of Crystal Growth, 1980,50(1):335-340. |
[15] | BUNOIU O, NICOARA I, SANTAILLER J L,et al. Fluid flow and solute segregation in EFG crystal growth process. Journal of Crystal Growth, 2005,275(1/2):e799-e805. |
[16] |
NUBLING R K, HARRINGTON J A. Optical properties of single- crystal sapphire fibers. Applied Optics, 1997,36(24):5934-5940.
URL PMID |
[1] | 顾薛苏, 殷杰, 王康龙, 崔崇, 梅辉, 陈忠明, 刘学建, 黄政仁. 颗粒级配对黏结剂喷射打印碳化硅陶瓷性能的影响[J]. 无机材料学报, 0, (): 216-. |
[2] | 陈雨, 林埔安, 蔡冰, 张文华. 钙钛矿太阳能电池无机空穴传输材料的研究进展[J]. 无机材料学报, 0, (): 105-. |
[3] | 田煜彬, 田超凡, 李森, 赵永鑫, 邢涛, 李智, 陈萧如, 向帅蓉, 代鹏程. 高导电性生物质碳布的制备及其燃料电池气体扩散层性能[J]. 无机材料学报, 0, (): 127-. |
[4] | 江润璐, 吴鑫, 郭昊骋, 郑琦, 王连军, 江莞. UiO-67基导电复合材料的制备及其热电性能研究[J]. 无机材料学报, 0, (): 197-. |
[5] | 李海燕, 旷峰华, 吴昊龙, 刘小根, 包亦望, 万德田. 残余拉应力的温度依赖性及其对裂纹扩展行为的影响[J]. 无机材料学报, 0, (): 214-. |
[6] | 方万丽, 沈黎丽, 李海燕, 陈薪羽, 陈宗琦, 寿春晖, 赵斌, 杨松旺. NiOx介孔层的成膜过程对碳电极钙钛矿太阳能电池性能的影响[J]. 无机材料学报, 0, (): 2-. |
[7] | 丁统顺, 丰平, 孙学文, 单沪生, 李琪, 宋健. Fmoc-FF-OH钝化钙钛矿薄膜及其太阳能电池性能研究[J]. 无机材料学报, 0, (): 50-. |
[8] | 徐昊, 钱伟, 花银群, 叶云霞, 戴峰泽, 蔡杰. 皮秒激光加工的微织构对碳化硅润湿性的影响[J]. 无机材料学报, 0, (): 73-. |
[9] | 邱海洋, 苗广潭, 李辉, 栾奇, 刘国侠, 单福凯. 等离子体处理对突触晶体管长程塑性的影响[J]. 无机材料学报, 2023, 38(4): 406-412. |
[10] | 杜剑宇, 葛琛. 光电人工突触研究进展[J]. 无机材料学报, 2023, 38(4): 378-386. |
[11] | 杨洋, 崔航源, 祝影, 万昌锦, 万青. 柔性神经形态晶体管研究进展[J]. 无机材料学报, 2023, 38(4): 367-377. |
[12] | 吴俊林, 丁继扬, 黄新友, 朱丹阳, 黄东, 代正发, 杨文钦, 蒋兴奋, 周健荣, 孙志嘉, 李江. Gd2O2S:Tb闪烁陶瓷的制备与结构: 水浴合成中H2SO4/Gd2O3摩尔比的影响[J]. 无机材料学报, 2023, 38(4): 452-460. |
[13] | 陈鑫力, 李岩, 王伟胜, 石智文, 竺立强. 明胶/羧化壳聚糖栅控氧化物神经形态晶体管[J]. 无机材料学报, 2023, 38(4): 421-428. |
[14] | 游钧淇, 李策, 杨栋梁, 孙林锋. 氧化物双介质层忆阻器的设计及应用[J]. 无机材料学报, 2023, 38(4): 387-398. |
[15] | 方仁瑞, 任宽, 郭泽钰, 徐晗, 张握瑜, 王菲, 张培文, 李悦, 尚大山. 基于氧化物基电解质栅控晶体管突触的关联学习[J]. 无机材料学报, 2023, 38(4): 399-405. |
阅读次数 | ||||||
全文 |
|
|||||
摘要 |
|
|||||