论文部分内容阅读
铌酸锂(LiNbO3)晶体是一种集电光、声光、压电、非线性、光折变等效应于一身的人工晶体材料。但同成分纯铌酸锂晶体的抗光折变能力较低,制约了其在一些光学器件方面的应用。在纯铌酸锂晶体中掺入杂质是提高晶体抗光折变能力的一个有效手段。为了探索性能更好的抗光折变掺杂铌酸锂晶体,我们尝试用一种新的三价掺杂离子:Y3+。本论文研究了掺钇铌酸锂晶体的生长及其基本物理性能。
利用提拉法,我们成功生长了掺Y量为2.0 mol％、2.5 mol％、3.0 mol％、3.5 mol％、4.0 mol％、5.0 mol％和6.0 mol％的同成分铌酸锂晶体。可见波段的光斑畸变法实验结果显示:当掺Y量达到4.0mol％,铌酸锂晶体的抗光折变光强达到2×104w/cm2,比同成份纯铌酸锂晶体提高了三个量级。LiNbO3:Y晶体的红外吸收谱和紫外-可见光吸收谱也显示,掺Y量为4.0 mol％D寸铌酸锂晶体具有明显的阈值特征。由此可知,阈值浓度约为4.0 mol％的掺钇铌酸锂晶体在可见光波段具有优良的抗光折变性能。
利用光斑畸变法和全息法对LiNbO3:Y晶体的紫外光折变性能做了研究,实验结果显示4.0mol％及以上掺杂浓度的LiNbO3:Y晶体的紫外抗光折变能力约为1×104W/cm2,饱和衍射效率、响应时间、擦除时间等参数都较低掺LiNbO3:Y晶体有所减小,表明4.0mol％的掺钇铌酸锂晶体达到了紫外抗光折变阈值。随着掺Y量的增加,LiNbO3:Y晶体的紫外光折变主导载流子由空穴转变为电子。根据实验讨论了LiNbO3:Y晶体的紫外光折变敏感中心。
综上,本论文的研究结果显示掺钇铌酸锂晶体在可见-紫外波段都具备优良的抗光折变性能。