论文部分内容阅读
铌酸锂晶体是一种应用广泛的人工晶体材料,由于其具有优良的光弹、电光、声光、压电、铁电、热释电、光生伏打效应及光折变效应,使其在调Q开关、光电调制、倍频、光参量振荡等方面得到了广泛的应用。掺杂是调控铌酸锂晶体性能的重要手段。分析发现,目前的掺杂大都价态较低,即低于铌离子的价态。如二价的离子掺杂Mg2+和Zn2+,三价离子掺杂In3+和Sc3+,四价离子掺杂Zr4+和Hf4+,这些离子掺入晶体中倾向于占锂位,形成锂位缺陷,对晶体的性能产生了显著的影响,若在晶体中掺入高价离子,如六价离子,这些离子是否会倾向于占铌位,形成铌位缺陷。这些缺陷将对晶体的光学性质产生怎样的影响?目前对于高价离子掺杂的研究很少,为此本论文研究了掺钨铌酸锂晶体。
第一章,介绍了铌酸锂晶体的晶格结构、缺陷结构、基本物理特性,并总结了不同的掺杂元素对晶体性能的影响。
第二章,介绍了提拉法生长晶体的工艺,晶体的退火及单畴化,以及生长缺陷分析,并生长了同成分及近化学计量比掺钨铌酸锂晶体。
第三章,通过光斑畸变发现在532 nm的激光下,同成分掺钨铌酸锂晶体损伤阈值为104 W/cm2,而488 nm时,光损伤阈值为103 W/cm2;通过全息存储实验发现掺钨铌酸锂晶体的响应时间能缩短到1.0 s以内。紫外-可见吸收光谱显示随着掺杂浓度的增加晶体的吸收边发生红移。X射线光电子能谱表面钨在铌酸锂晶体中的价态为四价和六价。
第四章,利用提拉法生长了近化学计量比掺钨铌酸锂晶体,并研究了它们的光折变性能,光斑畸变,测试结果表明晶体的光损伤阈值为103 W/cm2量级,全息存储实验显示对于532 nm激光衍射效率为4%,响应时间为80 s左右;对于488 nm激光衍射效率为25%,响应时间为45 s左右。紫外-可见吸收光谱的研究表明,随着掺杂浓度的增加,吸收边逐渐红移。
第五章,总结了掺钨同成分和近化学计量比铌酸锂晶体的实验结果,并对今后的研究工作进行了展望。