不同[Li]-[Nb]比Ce-LiNbO3晶體的生長(zhǎng)及光學(xué)性能表征.pdf

1、采用提拉法系統(tǒng)生長(zhǎng)了六種不同[Li]/[Nb]比(0.750，0.850，0.946，1.100，1.250，1.380)的摻鈰鈮酸鋰(Ce:LiNbO3)晶體，其中Ce的摻雜摩爾分?jǐn)?shù)為0.1％，并對(duì)晶體進(jìn)行了氧化還原處理。通過(guò)X-射線粉末衍射、差熱分析、紅外透射光譜分析和紫外可見(jiàn)吸收光譜等方法研究了Ce離子在Ce:LiNbO3晶體中的占位情況及[Li]/[Nb]比的改變對(duì)Ce:LiNbO3晶體結(jié)構(gòu)缺陷的影響，同時(shí)還研究了不同處理方式對(duì)

2、晶體結(jié)構(gòu)缺陷的影響。
　　X-射線衍射結(jié)果表明，Ce:LiNbO3晶體仍然保持LiNbO3晶體原有的晶格結(jié)構(gòu)，說(shuō)明摻入的Ce是以取代Li或Nb的方式進(jìn)入晶體。與純LiNbO3相比較，摻雜LiNbO3晶體的c軸變長(zhǎng)，晶胞體積變大。隨著[Li]/[Nb]比的增加，a軸長(zhǎng)度基本都是變大，而c軸和晶胞體積的變化則沒(méi)有明顯規(guī)律。
　　通過(guò)差熱分析、紅外光譜和紫外可見(jiàn)吸收光譜分析，確定了雜質(zhì)離子Ce在晶體中的占位模型：在晶體達(dá)到化學(xué)計(jì)量

3、比之前，Ce離子通過(guò)取代晶體中Li的位置進(jìn)入晶格，而晶體達(dá)到化學(xué)計(jì)量比后，Ce離子開(kāi)始取代Nb的位置。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，由于[Li]/[Nb]比和摻雜離子Ce的協(xié)同作用，在[Li]/[Nb]比為1.250的晶體中，晶體達(dá)到化學(xué)計(jì)量比。
　　通過(guò)二波耦合實(shí)驗(yàn)光路測(cè)試并計(jì)算了不同[Li]/[Nb]比Ce:LiNbO3晶體的光折變性能參數(shù)，如衍射效率、寫(xiě)入時(shí)間、讀出時(shí)間、光折變靈敏度、動(dòng)態(tài)范圍等，發(fā)現(xiàn)晶體中[Li]/[Nb]比的變化以及晶體的

4、氧化還原狀態(tài)都影響Ce:LiNbO3晶體的光折變性能，隨著[Li]/[Nb]比的增大，晶體的衍射效率增加，響應(yīng)時(shí)間縮短，光折變靈敏度提高，動(dòng)態(tài)范圍變大；但是達(dá)到一定程度后，這些性能則會(huì)向相反方向移動(dòng)；晶體還原后衍射效率提高，響應(yīng)時(shí)間和擦除時(shí)間變短，光折變靈敏度變大，動(dòng)態(tài)范圍變大，氧化過(guò)程與之相反。
　　綜上所述，通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)膿诫s離子以及晶體中的[Li]/[Nb]比，可以調(diào)節(jié)晶體的光折變性能，獲得光折變性能優(yōu)良的晶體，進(jìn)而獲得優(yōu)良