鈮酸鋰晶體紫外光輔助疇反轉(zhuǎn)研究.pdf

1、鈮酸鋰晶體是一種研究廣泛、性質(zhì)優(yōu)良的人工晶體，具有優(yōu)異的電光、聲光、熱電、壓電及非線性光學(xué)等效應(yīng)。利用鈮酸鋰晶體疇工程制備的周期極化鈮酸鋰晶體已成為目前使用比較廣泛的準(zhǔn)相位匹配材料，在光轉(zhuǎn)換、光開關(guān)、光調(diào)制等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。目前最常用的疇結(jié)構(gòu)制備方法是外加電場(chǎng)極化法，但由于鈮酸鋰晶體自身的矯頑場(chǎng)很高，高電場(chǎng)下電極的尖端效應(yīng)使疇在生長(zhǎng)過程中容易離開設(shè)計(jì)區(qū)域，難以制備出小周期的疇結(jié)構(gòu)，同時(shí)較高電場(chǎng)容易擊穿晶體，很難制備較厚的晶片，限制了倍頻

2、光的轉(zhuǎn)換效率。隨著鈮酸鋰晶體疇工程研究的不斷深入，人們提出了一些新的方法改進(jìn)電場(chǎng)極化方法，其中，光輔助電場(chǎng)極化方法是一種很有潛力的疇結(jié)構(gòu)制備方法，近年來受到人們的廣泛關(guān)注。光輔助電場(chǎng)極化方法在外電場(chǎng)極化反轉(zhuǎn)過程中同時(shí)用激光輻照晶體，利用光輻照在晶體內(nèi)部產(chǎn)生的光致空間電荷場(chǎng)，使光照區(qū)疇反轉(zhuǎn)的外加電壓閾值大幅降低，同時(shí)利用激光光強(qiáng)圖案分布代替了以前結(jié)構(gòu)化的電極，避免了電場(chǎng)極化方法中的尖端效應(yīng)，通過調(diào)制光照區(qū)在晶體上的分布就可以達(dá)到對(duì)晶體反轉(zhuǎn)

3、疇周期的精確控制，為實(shí)現(xiàn)周期極化鈮酸鋰晶體的大尺寸化和極化周期的多樣化創(chuàng)造了條件。
　　 本論文的主要工作是研究325 nm紫外光對(duì)摻鎂鈮酸鋰晶體疇反轉(zhuǎn)的影響，選取最佳的外加控制條件制備微疇結(jié)構(gòu)，分析紫外光輔助疇極化反轉(zhuǎn)的相關(guān)物理機(jī)制。
　　 第一章簡(jiǎn)要介紹了鈮酸鋰晶體的基本結(jié)構(gòu)、缺陷結(jié)構(gòu)模型、缺陷中心對(duì)應(yīng)能級(jí)以及鈮酸鋰晶體的非線性效應(yīng)及應(yīng)用。
　　 第二章主要介紹了鈮酸鋰晶體的疇工程，包括準(zhǔn)相位匹配基本理論，鈮

4、酸鋰晶體的鐵電特性，目前制備疇結(jié)構(gòu)最常用的外加電場(chǎng)極化方法及反轉(zhuǎn)疇生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)過程，最后分析了光輔助電場(chǎng)極化方法的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景。
　　 第三章詳細(xì)介紹了紫外光輔助疇反轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)方法，同時(shí)利用光學(xué)方法和電學(xué)方法監(jiān)測(cè)紫外光輻照下鈮酸鋰晶體的疇反轉(zhuǎn)過程，采用線性擬合和自設(shè)波形電壓輸出兩種方法消除監(jiān)測(cè)電流中光電導(dǎo)電流的影響，測(cè)量了擴(kuò)束和聚焦光輻照下鈮酸鋰晶體反轉(zhuǎn)電壓隨光強(qiáng)變化關(guān)系，發(fā)現(xiàn)兩種方法測(cè)量的背向反轉(zhuǎn)電壓基本一致，而前向反轉(zhuǎn)電壓在