【摘 要】
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铌酸锂晶体(LiNbO)具有光折变效应,但光折变灵敏度较差.在LiNbO中掺进光折变敏感杂质铁离子(Fe/)生长Fe:LiNbO晶体,其中的Fe为电荷施主,Fe为电荷受主,在晶体中形成光折变中心
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铌酸锂晶体(LiNbO<,3>)具有光折变效应,但光折变灵敏度较差.在LiNbO<,3>中掺进光折变敏感杂质铁离子(Fe<2+>/<3+>)生长Fe:LiNbO<,3>晶体,其中的Fe<2+>为电荷施主,Fe<3+>为电荷受主,在晶体中形成光折变中心,从而参与光折变材料中的电荷输运过程,使Fe:LiNbO<,3>晶体的光折变性能比LiNbO<,3>晶体大幅度提高,并且它的记录保存时间长,衍射效率高,是目前全息存储中应用最多的晶体材料.但Fe:LiNbO<,3>晶体也存在一些不足,如抗光损伤能力低(信噪比低),响应时间长(响应速度慢)等.在Fe:LiNbO<,3>晶体中掺进抗光损伤杂质离子可提高其抗光损伤能力,使响应时间缩短.该文采用提拉法,在LiNbO<,3>中掺进In<3+>或Sc<3+>离子,系统生长Sc(1mol﹪):Fe:LiNbO<,3>,Sc(2mol﹪):Fe:LiNbO<,3>,Sc(3mol﹪):Fe:LiNbO<,3>晶体、In(1mol﹪):Fe:LiNbO<,3>,In(2mol﹪):Fe:LiNbO<,3>,In(3mol﹪):Fe:LiNbO<,3>晶体和Ce(0.1﹪wt):Fe(0.03﹪wt):LiNbO<,3>晶体.在晶体生长过程中选择了合适的工艺参数(温度梯度、晶体生长速度、晶体旋转速度等),保持平坦的固液界面,并最大程度地减小溶质分凝所造成的晶体成分不均匀性.通过测试晶体的居里温度、x-射线粉末衍射图、晶体的红外光谱和紫外可见吸收光谱,分析掺杂离子在晶体中的占位情况.测试了晶体的光折变及抗光损伤性能,讨论了掺杂离子对晶体光折变性能影响的机理,并对晶体进行了存储实验.
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