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铌酸锂晶体是一种集优良的光弹、声光、电光、铁电、压电、热释电、光折变效应、光生伏打效应等非线性光学效应于一身的人工合成晶体。硅的最大优点是其掺杂后会表现出的不同性能,极大的丰富了其应用,而铌酸锂晶体同样具备这样的特点,有可能成为光子学领域的“光学硅”。抗光损伤性能是铌酸锂晶体的重要性能之一,可以选择在铌酸锂晶体中掺入抗光折变元素,如Mg,Zn,In,Zr,Sn等来进行增强。近年来,近化学计量比铌酸锂的研究工作也得到了广泛开展,并取得了不错的进展。本论文选取ⅡA族的Ca和ⅢA族的Al作为掺杂元素分别掺入近化学计量比铌酸锂晶体中,对其抗光损伤性能进行测量,研究晶体是否有优于其它掺杂元素的抗光损伤性能,并对其离子占位进行了分析。
第一章,介绍了铌酸锂晶体的结构、本征缺陷以及基本物理性质,并总结了其不同掺杂元素的特点以及近化学计量比铌酸锂晶体的性能特点。
第二章,利用提拉法分别制备了系列掺钙及掺铝近化学计量比铌酸锂晶体以及钙铁双掺近化学计量比铌酸锂晶体。
第三章,利用光斑畸变法测得SLN:Ca晶体的抗光损伤能力可以达到107W/cm2;结合晶体的红外光谱和紫外-可见吸收谱确定了晶体的掺杂阈值浓度为2.5~2.7 mol%之间;研究了钙铁双掺近化学计量比铌酸锂晶体的光折变性能,并对Fe离子占位进行了分析。
第四章,研究了掺铝近化学计量比铌酸锂晶体抗光损伤性能,并对获得的实验现象进行了分析。
第五章,总结了掺钙及掺铝以及钙铁双掺近化学计量比铌酸锂晶体的实验结果,并对今后的研究工作进行了展望。