论文摘要
本文采用提拉法生长出无宏观缺陷、光学均匀性较好的掺铒为1mol%的锂铌摩尔比分别为0.75、0.80、0.946和1.0的铌酸锂单晶体。采用红外吸收光谱、紫外-可见吸收光谱和X射线衍射研究了晶体中杂质的占位机理和晶体的缺陷结构。结果表明：随着[Li]/[Nb]的增加，晶体中的本征缺陷反位铌(NbLi4+)和Li空位不断减少，Er3+离子大部分占据Li位而小部分占据Nb位形成孤位Er3+离子缺陷中心(ErLi2+与ErNb2-与Er3+团位束ErLi2+-OH--ErNb2-。随着[Li]/[Nb]的增加，Er:LiNbO3晶体的OH-红外吸收峰产生红移，峰宽变窄；紫外-可见吸收谱的吸收边紫移和X射线衍射峰的半高宽变窄。说明随着[Li]/[Nb]的增加，晶体NbLi4+等本征缺陷浓度减少，晶格畸变变小。通过荧光光谱和Er3+的紫外-可见吸收谱研究了晶体的光发射等光学性能。通过荧光光谱研究发现：Er:LiNbO3晶体发射出由2H(11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2跃迁所导致的位于525nm与550nm波段的绿光，电子从4S3/2能级的衰减行为逐渐由非e指数行为不断向单e指数行为转变，Er3+离子4S3/2能级平均寿命不断提高。通过研究紫外-可见吸收谱发现有8个Er3+的吸收峰，随着[Li]/[Nb]的增大，峰强提高，峰位红移，峰截面积逐渐减小。通过透射光斑畸变法研究了晶体的抗光损伤性能。结果表明：随着[Li]/[Nb]的增大，晶体抗光损伤能力下降，但其抗光损伤阈值与其他激光晶体相比仍然较高。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 引言1.1.1 激光晶体的概念和特点1.1.2 上转换激光和上转换发光材料的研究进展1.2 铌酸锂晶体的性质和结构1.2.1 铌酸锂晶体的物理性质和应用1.2.2 铌酸锂晶体的结构1.2.3 同成分铌酸锂晶体1.3 铌酸锂晶体缺陷1.3.1 铌酸锂晶体的本征缺陷1.3.2 非本征缺陷1.4 稀土元素掺杂铌酸锂晶体1.5 本课题研究目的与意义1.6 本课题的研究内容第2章 样品制备及实验方法2.1 引言2.2 实验材料及配比方案2.3 晶体生长2.3.1 晶体生长设备2.3.2 晶体生长过程2.4 晶体生长工艺2.4.1 温度场理论2.4.2 晶体转速的选择2.4.3 晶体生长速度的选择2.5 晶体的加工处理2.5.1 退火和极化处理2.5.2 晶体加工2.6 晶体结构及光学性能测试实验方法第3章 晶体微观缺陷3.1 [Li]/[Nb]对晶体红外-吸收峰的影响3晶体的紫外-可见吸收边分析'>3.2 Er:LiNbO3晶体的紫外-可见吸收边分析3.3 [Li]/[Nb]对晶体的微观缺陷浓度的影响3.4 本章小结第4章 晶体的光学性能3晶体的上转换发射性能'>4.1 Er:LiNbO3晶体的上转换发射性能3晶体的上转换荧光光谱'>4.1.1 Er:LiNbO3晶体的上转换荧光光谱3晶体绿光上转换的时间分辨谱'>4.1.2 Er:LiNbO3晶体绿光上转换的时间分辨谱3 晶体绿光上转换发光机制'>4.1.3 Er:LiNbO3晶体绿光上转换发光机制3+的紫外-可见吸收光谱特性'>4.2 Er3+的紫外-可见吸收光谱特性3晶体的抗光损伤能力测试'>4.3 Er:LiNbO3晶体的抗光损伤能力测试4.3.1 测试装置与晶体抗光损伤性能测试3晶体抗光损伤性能的影响'>4.3.2 [Li]/[Nb]对Er:LiNbO3晶体抗光损伤性能的影响4.4 本章小结结论参考文献致谢
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