1、晶體材料是內部結構基元在三維空間呈周期性重復排列的固態(tài)物質。由于其具有性能穩(wěn)定，實驗現(xiàn)象可靠，可重復性好等許多寶貴的物理性能，具有不同功能的晶體材料在各個領域已得到了廣泛的應用。 在材料的光譜研究方面，人們對各種晶體在微波以下，近紅外以上的波段都做了大量的研究實驗，但是由于太赫茲強源等問題始終未能有關鍵性的突破，在THz波段的光譜實驗比較少。本文對一些晶體樣品在THz波段以及寬頻范圍的光譜性質進行了研究，為這些晶體在寬頻段的應用

2、提供了實驗基礎。 硼酸鹽材料作為一批優(yōu)良的非線性晶體材料，目前主要作為頻率轉換晶體應用于紫外一近紅外波段。目前深紫外、遠紅外的頻率轉換晶體比較少，尋找這兩個波段的晶體以及拓寬現(xiàn)有晶體的應用范圍，成為近年來國際國內研究的熱點。鎢酸鹽晶體也是一類研究較早的應用與固體激光器的激光晶體，固體激光器在軍事、通訊和信息等領域具有廣闊的應用前景。 本文對硼磷酸鈉(Na5B2P3O13)、硼磷酸鋅(Zn3BPO7)、硼酸鉛(PbB4O7

3、)和硼酸鍶(SrB4O7)四種非線性硼酸鹽晶體的結構單元結構進行了研究，并且測量了晶體在紫外-近紅外，中紅外的透射光譜。又通過測量晶體在THz波段的時域光譜，分析了晶體在THz波段的光學性質。另外對兩種鎢酸鹽閃爍晶體進行了分析，找出了鎢酸釓鎘(CdGd2(WO4)4-δ)晶體不發(fā)光的原因；對鎢酸鉛(PbWO4)晶體的THz時域譜進行了分析。還對摻鉻的氟化鋁鍶鋰晶體(Cr:LiSrAlF6)在中紅外到THz波段的性質進行了分析。主要研究工

4、作如下： 1．研究了四種硼酸鹽晶體的結構單元。NaB2P3O13晶體和Zn3BPO7晶體的結構不同，光學性質差別很大。PbB4O7和SrB4O7基本結構單元完全相同，但是由于Pb2+離子和Sr2+離子與氧離子的鍵長鍵角的差別，導致了兩種晶體的性質差別比較大。在遠紅外波段光學性質的差別比較明顯。 2．研究了四種晶體在紫外-可見-紅外(200-2000nm)的光學性質。得到了四種晶體的透射和反射性質。四種晶體在紫外-近紅外波

5、段表現(xiàn)出了很好的透射性質，在近紅外波段的透射率都大于80％。利用K-K關系計算了四種晶體的折射率和消光系數(shù)，得到了四種晶體的介電函數(shù)，其中Na5B2P3O13、Zn3BPO7和SrB4O7三種晶體的折射率穩(wěn)定，適用于做具有特定要求的穩(wěn)定功能器件。 3．研究了四種晶體中紅外的透射性質。在一特定波段，四種晶體都存在一個比較寬的聲子吸收帶。由于結構的不同，聲子吸收帶的頻率范圍和位置有所不同，適合做各種特定波段的濾波晶體。 4．

6、研究了四種晶體的拉曼光譜。通過與紅外波段的透射譜比較，可知在近紅外波段，一些光學振動模既是拉曼激活的，也是紅外激活的。 5．研究了四種晶體在THz波段的光學性質和基本物理問題。四種晶體表現(xiàn)出了不同的吸收性質。在1THz附近都表現(xiàn)出了良好的透射性質，吸收系數(shù)小于20cm-1。根據相位關系計算了四種晶體在測量范圍內的色散關系，由色散關系可知其中三種晶體在我們測量的范圍內沒有表現(xiàn)出聲子-光子耦合的特性，即在此波段沒有觀察到極化激元。并

7、且結合一維聲子理論，推導出吸收系數(shù)-頻率的擬合公式及相關系數(shù)。結果發(fā)現(xiàn)，對于三種沒有發(fā)生極化激元的晶體，吸收曲線擬合公式與實驗數(shù)據符合地很好。從而進一步說明固體物理理論在太赫茲波段的應用。 6．研究了兩種鎢酸鹽閃爍晶體的光學性質。CdGd2(WO4)4-δ晶體中釓元素有兩種存在方式，Gd2+和Gd3+。通過對CdGd2(WO4)4-δ中Gd離子含量的計算，發(fā)現(xiàn)Gd2+比Gd3+的含量高，這是導致晶體不發(fā)光的原因。通過對PWO晶體