PbB-,4-O-,7-晶體的光譜和極化激元的分析研究.pdf

1、非線性光學(xué)晶體是重要的光電信息功能材料之一,是高新技術(shù)和現(xiàn)代軍事技術(shù)中不可缺少的關(guān)鍵材料。光譜分析是研究非線性光學(xué)晶體特征和性質(zhì)的主要工具和手段,其中THz時(shí)域光譜技術(shù)(TDS)是最近光譜分析的一個(gè)新領(lǐng)域,THz時(shí)域光譜技術(shù)能同時(shí)測(cè)得電磁波的振幅和相位。太赫茲波段波譜中包含了豐富的光譜信息,可精確測(cè)量物質(zhì)的色散和吸收特性及其物質(zhì)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)等。這種獨(dú)到的技術(shù)使得THz脈沖在物理、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、電子科學(xué)、材料科學(xué)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域有著廣泛的

2、應(yīng)用前景。
　　 本論文主要介紹了分析研究所需要的理論知識(shí),如透射、反射、吸收、介電函數(shù)等基本光學(xué)函數(shù)及其關(guān)系和理論推導(dǎo)公式;以閃鋅礦中的幾種兩元離子晶體為例介紹了極化激元的色散關(guān)系、介電性質(zhì)、LST關(guān)系和利用一維雙原子鏈模型計(jì)算鍵力常數(shù)及其討論。
　　 介紹了硼酸鉛晶體的結(jié)構(gòu)、生長(zhǎng)方法、制備過(guò)程以及性能。并且利用XRD衍射儀對(duì)晶體結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了檢驗(yàn);參考PDF卡片中的信息來(lái)分析和驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)樣品是生長(zhǎng)優(yōu)良的晶體。為PT

3、B晶體的實(shí)驗(yàn)分析和理論計(jì)算提供基礎(chǔ)保障。
　　 計(jì)算了實(shí)驗(yàn)樣品PTB晶體的布里淵區(qū)的大小和量子化波矢;采用兩種不同THz時(shí)域光譜儀測(cè)量了PTB晶體的太赫茲時(shí)域光譜,得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是一致的,并利用傅里葉變換得到了THz波段的頻域振幅譜和相位譜,根據(jù)光學(xué)函數(shù)關(guān)系推導(dǎo)出了THz波段的透射譜、反射譜、吸收譜、折射率譜和介電函數(shù)譜等,并對(duì)所得譜圖進(jìn)行了分析研究。特別對(duì)THz波段的介電函數(shù)譜利用LST關(guān)系進(jìn)行了擬合和多離子情況下公式的推廣,

4、從而估算出了介電函數(shù)中的一些參量,計(jì)算了極化激元的色散關(guān)系中的鍵力常數(shù),進(jìn)而計(jì)算出了最低頻率的聲子聲學(xué)支和光學(xué)支的頻率范圍及頻率空隙。為PTB晶體的實(shí)際的極化激元實(shí)驗(yàn)提供了參考。
　　 對(duì)紫外-可見(jiàn)-近紅外的透射譜、反射譜和吸收譜進(jìn)行了分析研究。樣品在150～1200THz(5000～40000cm-1)都很穩(wěn)定,且反射和吸收率都很低。因此PbB4O7晶體很適合作為這個(gè)波段的性能優(yōu)良的光學(xué)窗口材料。實(shí)驗(yàn)測(cè)得的拉曼光譜表現(xiàn)出了多聲