Yb-Ho-LiNbO3單晶的生長及上轉換發(fā)光性能研究.pdf

1、采用提拉法生長出了一系列不同Yb3+(0.5，1.5，2.0，2.5，3.0 mol％)摩爾摻雜濃度的Yb:Ho:LiNbO3單晶，其中Ho3+摻雜濃度固定為0.1 mol%。生長的晶體無宏觀缺陷，有較好的光學均勻性。在晶體生長過程中，探索了其最佳生長工藝參數(shù)，其中，軸向溫梯35-40℃/cm，徑向溫梯要對稱、均勻，提拉速度為0.5-2.5mm/h，旋轉速度為22-26r/min，保證了生長界面的平坦，降低了晶體組分不均勻性。
　

2、　X射線衍射結果顯示，Yb:Ho:LiNbO3晶體仍然保持基質LiNbO3晶體本身的晶格結構，峰值的差異表明摻雜晶體的晶格常數(shù)和晶胞體積發(fā)生了變化，而且從實驗結果可以看出，摻雜離子的進入使得晶胞的體積和未摻雜相比有所減少；晶體的紫外吸收光譜表明，稀土離子摻雜之后晶體的吸收強度明顯增大，又進一步解釋了摻雜離子在基質材料LiNbO3中的占位規(guī)律，Yb3+和Ho3+優(yōu)先取代的是反位Nb的位置，紫外吸收邊先發(fā)生紅移然后紫移；此外，結合生長晶體的

3、紅外光譜的測試，觀察Yb:Ho:LiNbO3晶體樣品在3200–3800cm?1范圍的紅外吸收光譜可以看到，隨著Yb3+摻雜濃度的增加，位于3481cm?1的OH?吸收峰的吸收強度降低，OH?吸收的降低有助于晶體的聲子能量的降低，從而可見光的發(fā)光效率相應提高。
　　泵浦光源為980nm激光器激發(fā)下，在樣品中分別觀察到了Yb:Ho:LiNbO3晶體紅綠上轉換發(fā)光光譜，在此基礎上得到了上轉換功率曲線，用以分析Yb:Ho:LiNbO3晶