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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