摻雜晶體光折變性能的研究.pdf

1、本文采用提拉法，首次生長了Mg含量變化的Mg：Ce：Fe：LiNbO<,3>晶體，根據(jù)晶體生長理論，改善摻雜LiNbO<,3>晶體的生長工藝參數(shù)(溫度梯度、晶體生長速度、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、光學均勻性好的晶體。并對晶體進行了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驗。 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到閾值濃度時

2、，隨摻鎂量的增大而逐漸增大，當摻鎂量達到閾值濃度時又有下降。 晶體的紅外吸收光譜表明，Ce<'4+>和Fe<'3+>進入晶格，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空位進行電荷補償；Mg<'2+>進入晶格，首先取代Nb<'4+><,Li>，當達到閾值濃度時，Mg 離子開始進入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，當摻鎂量沒有達到閾值濃度時，Mg：Ce：Fe：LiNbO<,3>晶體的吸收邊隨摻鎂量的增大發(fā)生紫移，當摻鎂量達到閾值濃度后，晶體的吸收邊又發(fā)生相對紅移。 結合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>晶體并沒有因為Mg、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效應。結果表明：隨著摻鎂量的增加，衍射效率下降，寫入時間縮短，光折變靈敏度增加，動態(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晶體抗光損傷性能的影響，結果表明：隨著鎂摻雜量的增加，晶體的抗光損傷閾值