鈰摻雜鈮酸鋰晶體結構及光折變性能研究.pdf

1、采用提拉法從不同[Li]/[Nb]的熔體中生長了鈰單摻雜系列及鈰錳雙摻雜系列鈮酸鋰(LiNbO3)晶體，討論了晶體生長的工藝參數(shù)，包括：溫度梯度、晶體的旋轉速度、晶體的提拉速度等對晶體生長的影響，選擇最優(yōu)工藝參數(shù)生長出了均勻性好、無宏觀缺陷的摻雜LiNbO3晶體。對晶體進行極化處理后，將晶體按照特定的方向進行定向切割，并經過研磨拋光加工處理后進行晶體結構及性能的測試。
　　通過多種光譜學方法研究了晶體中的組成、缺陷結構及晶體中摻雜

2、離子的占位情況。根據(jù) X-射線衍射技術及電感耦合等離子體技術確定了鈰摻雜鈮酸鋰(Ce:LiNbO3)晶體及鈰錳摻雜鈮酸鋰(Ce:Mn:LiNbO3)晶體中的[Li]/[Nb]以及晶體的確切元素組成與原料中[Li]/[Nb]之間的關系。根據(jù)理論分析、紅外吸收光譜、紫外可見吸收光譜、差熱分析以及拉曼光譜的研究，分析了晶體中的缺陷存在形式以及晶體的拉曼位移同晶體組成之間特別是晶體中的[Li]/[Nb]的關系。
　　利用二波耦合實驗光路測

3、試了晶體的光折變性能，包括：寫入時間、擦除時間、衍射效率，并計算了晶體的光折變靈敏度、動態(tài)范圍、飽和折射率變化和空間電荷場。研究了這些光折變參數(shù)同晶體的組成與原料的組成之間的聯(lián)系。研究表明，在 Ce:LiNbO3晶體中，隨著熔體中[Li]/[Nb]的增加，晶體的衍射效率、光折變靈敏度、晶體的動態(tài)范圍以及擦除時間和寫入時間比都是先增大，當達到某一值后則降低。晶體的寫入時間是先降低后增加，而晶體的擦除時間則是逐漸增加的。在 Ce:Mn:Li

4、NbO3晶體中，隨著[Li]/[Nb]的增加，晶體的衍射效率、反應時間降低，動態(tài)范圍、光折變靈敏度增加。采用光斑畸變法測試了晶體的抗光損傷能力，研究了 Ce:LiNbO3晶體和Ce:Mn:LiNbO3晶體抗光損傷能力隨[Li]/[Nb]增加而增強的機理。采用角度復用的光折變體全息相關識別的實驗光路，在光折變綜合性能較好的化學計量比 Ce:Mn:LiNbO3晶體中進行了光折變體全息圖像的存儲和相關識別，結果發(fā)現(xiàn)，在存儲圖像數(shù)目為400幅的

5、情況下，圖像識別的準確率可以達到100％。
　　利用以密度泛函理論為基礎的第一性原理，采用平面波贗勢方法，對非摻雜化學計量比 LiNbO3晶體、含有空位的非摻雜LiNbO3晶體、Ce:LiNbO3晶體、Mn摻雜LiNbO3晶體(Mn:LiNbO3)以及 Ce:Mn:LiNbO3晶體的結構及光學性能進行了計算，其中包括晶體能量及結構的優(yōu)化，晶體最終能量、能帶結構、態(tài)密度、介電函數(shù)、吸收光譜和折射率的計算。分析了摻雜對晶體的能帶結構、