双掺铜铁近化学计量比铌酸锂晶体微观缺陷与光折变性能

论文摘要

本文采用助熔剂提拉法生长了无宏观缺陷、光学均匀性较好的单掺铜（Cu:LiNbO3）和铜铁双掺（Cu:Fe:LiNbO3）近化学计量比铌酸锂晶体。并总结出了生长化学计量比铌酸锂晶体合适的工艺参数。晶体的X射线衍射结果表明:在单掺铜和铜铁双掺近化学计量比铌酸锂晶体中,随着掺铜量的增加X射线衍射半高宽逐渐变窄。铁的加入使半高宽变宽。晶体的红外吸收光谱测试结果表明:通过助熔剂法生长的单掺铜和铜铁双掺铌酸锂晶体在3466cm-1处均有一个吸收峰,因此所生长出的晶体铌锂比均为近化学计量比,但是在3479.126cm-1处的吸收峰比较大,说明其本征缺陷较多,偏离化学计量比铌酸锂的程度较大。晶体的紫外-可见吸收光谱测试结果表明:铜铁掺杂均会在铌酸锂晶体中产生局域能级;在掺铁量不变的情况下,随着掺铜量的增加,吸收边红移。相对于生长态,氧化态的吸收边紫移,还原态的吸收边红移。光折变测试结果表明:各样品衍射效率都不高,在掺铁量不变的情况下,随着掺铜量的增加,衍射效率增加,写入时间和擦除时间均变小。并且在SLN-3O和SLN-4O中发现了衍射自增长现象;用波长短,光强大的半导体激光器做光源所测结果表明,波长短,光强大的光源可以大大改善晶体的光折变性能。本文采用透射光斑畸变法,对单掺铜和铜铁双掺近化学计量比铌酸锂晶体进行了抗光损伤性能实验,结果表明:在掺铁量不变的情况下,晶体抗光损伤性能均随掺铜量的增加而增强,并且单掺铜的晶体抗光损伤性能远大于铜铁双掺的晶体。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 光折变效应
• 1.1.1 光折变效应概述
• 1.1.2 光折变效应的物理机制
• 1.1.3 光折变材料的相关参量
• 1.1.4 衍射自增长效应
• 1.2 铌酸锂晶体的掺杂改性
• 1.2.1 铌酸锂晶体掺杂简介
• 1.2.2 光折变掺杂
• 1.3 化学计量比铌酸锂晶体的现状研究
• 1.3.1 化学计量比铌酸锂晶体的优缺点
• 1.3.2 化学计量比铌酸锂晶体的生长
• 1.4 本论文主要研究内容
• 第2章 试验材料和实验方法
• 2.1 掺杂元素的选择
• 2.2 原料及配比方案
• 2.3 晶体生长
• 2.3.1 晶体生长设备
• 2.3.2 晶体生长工艺
• 2.3.3 晶体生长过程控制
• 2.4 晶体加工处理
• 2.4.1 定向切割
• 2.4.2 氧化还原
• 2.4.3 研磨抛光
• 第3章 铌酸锂晶体的微观缺陷
• 3.1 铌酸锂晶体微观缺陷密度的研究
• 3.2 缺陷对红外吸收峰的影响
• 3.3 缺陷对晶体吸收边的影响
• 3.4 本章小结
• 第4章 晶体的光折变性能
• 4.1 晶体光折变性能测试方法
• 4.2 各样品生长态光折变性能测试结果讨论
• 4.3 激光波长与光强对光折变性能的影响
• 4.4 衍射自增长效应
• 4.4.1 衍射自增强效应的理论解释
• 4.4.2 衍射自增强实验结果讨论
• 4.5 本章小结
• 第5章 晶体的抗光损伤性能
• 5.1 实验方法及原理
• 5.2 抗光损伤能力测试结果讨论
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢