【摘 要】
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本文中采用提拉法生长了同成分的不同Sc掺杂浓度(0,1,2,3 mol%)和不同[Li]/[Nb]比(0.94,1.05,1.20,1.38)的Sc:Ru:Fe:LiNbO_3晶体。确定了最佳的生长条件,解决了晶体生长过程中易出现裂纹等问题。后续通过极化,切割,研磨,抛光等工艺加工出测试的样品。通过X射线衍射和红外光谱测试晶体的缺陷结构和离子占位。通过X射线衍射发现改变Sc掺杂浓度和[Li]/[N
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本文中采用提拉法生长了同成分的不同Sc掺杂浓度（0,1,2,3 mol%）和不同[Li]/[Nb]比（0.94,1.05,1.20,1.38）的Sc:Ru:Fe:LiNbO3晶体。确定了最佳的生长条件,解决了晶体生长过程中易出现裂纹等问题。后续通过极化,切割,研磨,抛光等工艺加工出测试的样品。通过X射线衍射和红外光谱测试晶体的缺陷结构和离子占位。通过X射线衍射发现改变Sc掺杂浓度和[Li]/[Nb]比在晶体中都没有产生新相,说明晶体结构没有改变,表明掺杂离子是以取代Nb位或Li位进入晶格。但由于掺杂离子的半径和极化能力等不同所以晶格常数发生了改变。红外吸收峰在变量改变较小的情况下在一定范围微小移动,但Sc掺杂浓度到3mol%,[Li]/[Nb]增加1.38时吸收峰发生明显向短波方向的移动。通过传统的双波耦合实验测试了一系列Sc:Ru:Fe:LiNbO3晶体光折变性能。结果发现,随着Sc掺杂浓度的提高和[Li]/[Nb]比的提高,晶体的响应时间缩短,动态范围增大,光折变灵敏度增加,光折变性能提高。掺杂离子Sc与[Li]/[Nb]比都不会直接参与光激发载流子的运输过程而是通过影响离子的占位和缺陷浓度来对光折变性能产生影响。最后通过光致散射曝光阈值法测试了Sc:Ru:Fe:LiNbO3晶体抗光损伤能力,发现随着Sc掺杂浓度的提高和[Li]/[Nb]的增加抗光散射能力增强,Sc掺杂超过阈值浓度后有显著的增强,样品ScRuFe-3曝光能量为280.77 J/cm2相比较掺杂浓度为0的样品ScRuFe-0曝光能量为280.77 J/cm2提升了两个数量级。[Li]/[Nb]比同样也能增加晶体的抗光损伤能力。同时Sc与[Li]/[Nb]比还有一定的协同作用,ScRuFe1.38曝光能量为760.50 J/cm2比样品ScRuFe-3还要高2.7倍。
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