摻雜晶體光折變性能的研究.pdf

1、本文采用提拉法，首次生長(zhǎng)了Mg含量變化的Mg：Ce：Fe：LiNbO<,3>晶體，根據(jù)晶體生長(zhǎng)理論，改善摻雜LiNbO<,3>晶體的生長(zhǎng)工藝參數(shù)(溫度梯度、晶體生長(zhǎng)速度、晶體旋轉(zhuǎn)速度)，保持了平坦的固．液界面，研制出無宏觀缺陷、光學(xué)均勻性好的晶體。并對(duì)晶體進(jìn)行了X-射線衍射分析、紅外吸收光譜、紫外-可見吸收光譜和二波耦合實(shí)驗(yàn)。 晶體的 X-射線衍射表明，Mg：Ce：Fe：LiNbO<,3>晶體的晶格缺陷在摻鎂量沒有達(dá)到閾值濃度時(shí)

2、，隨摻鎂量的增大而逐漸增大，當(dāng)摻鎂量達(dá)到閾值濃度時(shí)又有下降。 晶體的紅外吸收光譜表明，Ce<'4+>和Fe<'3+>進(jìn)入晶格，分別占據(jù)Nb位和Li位，形成Ce<'2-><,Nb>和Fe<2+><,Li>缺陷，晶體通過增加Nb<'4+><,Li>和Li空位進(jìn)行電荷補(bǔ)償；Mg<'2+>進(jìn)入晶格，首先取代Nb<'4+><,Li>，當(dāng)達(dá)到閾值濃度時(shí)，Mg 離子開始進(jìn)入Nb位和Li位，形成Mg<'3-><,Nb>和3Mg<'+><,Li>

3、形成自身的電荷平衡。 晶體的紫外一可見吸收光譜表明，當(dāng)摻鎂量沒有達(dá)到閾值濃度時(shí)，Mg：Ce：Fe：LiNbO<,3>晶體的吸收邊隨摻鎂量的增大發(fā)生紫移，當(dāng)摻鎂量達(dá)到閾值濃度后，晶體的吸收邊又發(fā)生相對(duì)紅移。 結(jié)合Mg：Ce：Fe：LiNbO<,3>晶體的X-射線衍射分析、紅外吸收光譜、紫外-可見吸收光譜結(jié)果，分析了摻雜離子在晶體中的占位情況。Mg：Ce：Fe：LiNbO<,3>晶體并沒有因?yàn)镸g、Ce和Fe雜質(zhì)的摻入而出現(xiàn)

4、新相，仍為三方晶系。并且確定了雜質(zhì)Mg、Ce、Fe在摻雜LiNbO<,3>晶體中的占位情況以及Mg在摻雜LiNbO<,3>晶體閾值濃度。 利用二波耦合測(cè)試了晶體的光折變性能，系統(tǒng)研究了鎂鈰鐵鈮酸鋰晶體的弱光非線性光學(xué)效應(yīng)。結(jié)果表明：隨著摻鎂量的增加，衍射效率下降，寫入時(shí)間縮短，光折變靈敏度增加，動(dòng)態(tài)范圍降低；利用透射光斑畸變法研究了鎂鈰鐵鈮酸鋰晶體鎂摻雜量對(duì)晶體抗光損傷性能的影響，結(jié)果表明：隨著鎂摻雜量的增加，晶體的抗光損傷閾值