Mg∶Fe∶LiNbO3晶体光学性能的研究

在LiNbO3中掺杂光折变敏感杂质离子Fe^2 ／Fe^3 和抗光致散射杂质离子Mg^2 ，以提拉法生长Mg∶Fe∶LiNbO3晶体。测试晶体吸收光谱、红外光谱,Mg∶Fe∶LiNbO3晶体的吸收边相对Fe∶LiNbO3晶体发生紫移。当Mg^2 浓度达到阈值浓度，Mg(6％)：Fe∶LiNbO3晶体OH^-吸收峰由3482cm^-1移到3529cm^-1，测试晶体的位相共轭反射率和响应时间，计算光电导。Mg(6％)：Fe∶LiNbO3晶体的响应速度和光电导比Fe∶LiNbO3晶体有较大提高。     

In:Fe:LiNbO_3晶体波导基片光折变性能的研究

采用Czochralski技术生长了掺In摩尔分数分别为1%,2%和3%的In∶Fe∶LiNbO3晶体。测试In∶Fe∶LiNbO3晶体的红外光谱发现:3%In∶Fe∶LiNbO3晶体的OH-吸收峰由Fe∶LiNbO3晶体的3484cm-1位移到3507cm-1。首次以全息法研究了In∶Fe∶LiNbO3晶体波导基片光折变灵敏度。研究表明:晶体波导基片的光折变灵敏度大小顺序为Fe∶LiNbO3>1%In∶Fe∶LiNbO3>2%In∶Fe∶LiNbO3>3%In∶Fe∶LiNbO3。采用锂空位模型讨论了3%In∶Fe∶LiNbO3晶体OH-吸收峰位移的机理。讨论了In∶Fe∶LiNbO3晶体波导基片光折变灵敏度减弱和抗光折变能力增强的机理。     

Ce:Nd:ZnWO4激光晶体的生长及其光谱性能

采用提拉法生长出光学质量的Nd:ZnWO4,Ce:ZnWO4和Ce:Nd:ZnWO4晶体.通过X射线衍射仪对晶体样品的微观结构进行了分析.测试了晶体的吸收光谱、电感耦合等离子体原子发射光谱和荧光光谱.根据Judd-Ofelt理论计算出Nd:ZnWO4晶体中Nd3 的强度参数为:Ω2=6.820 2×10-20 cm2,Ω4=0.463 3×10-20 cm2,Ω6=0.443 5×10-20 cm2.研究了Ce3 和Nd3 之间的能量转移现象.结果表明:Nd3 在850 nm激发时产生上转换发射峰位于474 nm和572 nm处,分别对应于2G9/2,4K13/2到基态能级4I9/2跃迁,计算出该峰的自发辐射几率为1 360 s-1,荧光寿命为7.353×10-4 s,发射截面为0.905 9×10-23 cm2.     

Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体的全息存储性能

在同成分铌酸锂晶体中掺入0.03?2O3和0.1%MnO2(质量分数),分别掺入0,1%,3%,4.5%,6%的MgO(摩尔分数),用提拉法生长了一系列Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体.检测了Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体的红外光谱和抗光损伤能力.掺0,1%,3%,4.5%Mg的Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体的OH-红外振动峰位于3484cm-1,而掺6%Mg的Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体红外振动峰移到3 535gm-1.采用波长为632nm的He-Ne激光器作为光源,通过二波耦合方法测试晶体的全息存储性能.结果表明:Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体的写入时间和动态范围随掺镁量的增加而显著减小,而光折变灵敏度略有上升,抗光损伤性能增强,其中掺镁量为3%Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体更适合作为全息存储介质.     

Ce:Eu:SBN晶体的生长和全息存储性能研究

在SBN中掺进0.1%(质量分数)CeO2和0.1%(质量分数)Eu2O3,以Czochralski技术生长CeEuSBN晶体,在空气中退火24h,退火温度为1300℃.测试CeEuSBN晶体的住相共轭反射率和响应时间.CeEuSBN晶体最大位相共轭反射率(R=92%)和响应时间(38s),以CeEuSBN晶体作为存储元件和位相共轭镜(阈值,增益反馈系统)进行全息关联存储实验.系统具有实时处理、反复使用、成像质量好、信噪比高等优点.CeEuSBN晶体是比SBN晶体全息存储性能更好的晶体.     

镁掺量对镁钕铌酸锂晶体的抗光损伤和激光性能的影响

采用提拉法生长了掺0.4%(摩尔分数,下同)Nd2O3和分别掺1.0%、3.0%、5.0%、7.0%MgO的4种Nd∶Mg∶LiNbO3(Nd∶Mg∶LN)晶体。通过透射光束变形法测试晶体抗光损伤能力。结果表明:0.4%Nd∶7.0%Mg∶LN和0.4%Nd∶5.0%Mg∶LN两种晶体抗光损伤能力皆达到阈值浓度,抗光损伤能力比0.4%Nd∶3.0%Mg∶LN和0.4%Nd∶1.0%Mg∶LN晶体提高2个数量级。利用980nm激光二极管测试晶体的荧光光谱。在500～900nm的光谱范围内,出现2个光发射带,发光强度最强的近红外发射波长为840nm,对应4 I9/2→2 H9/2,4 F5/2能级跃迁。840nm处荧光来源于双光子过程,该上转换荧光在生物医学领域有着应用前景。     

掺银的铌酸锂单晶薄膜液相外延生长

选择Li_2O—V_2O_5作为助熔剂,在870℃的外延温度下,成功地外延生长了掺Ag的LiN_bO_3单晶薄膜。直接的和用光学显微镜观察表明薄膜表面是光滑平整和透明的;电子显微镜照片显示出基片和薄膜的界面十分明显;X—射线衍射曲线给出明显分开的基片与薄膜衍射峰证实了薄膜具有极好单晶性。利用生长的薄膜作了光波导试验,耦合出了TE模。     

ZnWO4晶体着色和消色机理的研究

生长不掺杂但原料纯度不同的ZnwO_4晶体和掺人Sb_2O_2、CeO_2、Ag_2O等杂质的掺杂znwO_4晶体。晶体在氧气中高温退火,测试晶体退火前后的性能,探讨ZnwO_4晶体着色和消色机理;提出ZoWO_4晶体的颜色是由于色心复合体“Fe~(2+)+[O~(2-)]+电子”引起的。     

Mg:Ce:Fe:LN晶体的生长及位相共轭分析

在Ce:Fe:LN中掺进不同摩尔分数(0,2%,4%,6%)的MgO首次以提拉法生长Mg:Ce:Fe:LN晶体,并对晶体进行极化、氧化和还原处理。测试晶体的吸收光谱和光损伤阈值。Mg:Ce:Fe:LN晶体吸收光谱吸收边相对Ce:Fe:LN晶体发生紫移。Mg:Ce:Fe:LN晶体光损伤阈值比Ce:Fe:LN晶体增大,研究了Mg:Ce:Fe:LN晶体吸收边移动机理和光损伤阈值增加机理。采用4波混频光路测试Mg:Ce:Fe:LN晶体位相共轭反射率和响应时间,Mg:Ce:Fe:LN晶体位相共轭反射率相对Ce:Fe:LN晶体降低,但响应速度增加。以x(Mg)2%(摩尔分数):Ce:Fe:LN晶体位相共轭镜消除信号光波的位相畸变。     

Zn:Ce:Fe:LiNbO_3晶体的光折变异常温度特性

在LiNbO3(LN)中掺入摩尔分数为2%的Zn,质量分数(下同)为0.1%的Ce和0.03%的Fe,采用提拉法生长具有不同摩尔比n(Li)/n(Nb)=0.94、1.10、1.25、1.40的Zn:Ce:Fe:LiNbO3晶体。采用二波耦合光路测试晶体的指数增益系数,利用四波混频光路测试晶体的位相共轭性能。随着n(Li)/n(Nb)增加,Zn:Ce:Fe:LiNbO3晶体指数增益系数和响应速率增加,位相共轭反射率增加。研究Zn:Ce:Fe:LiNbO3晶体光折变温度效应时发现:在55、70℃和110℃,在指数增益系数(Γ)–温度(T)曲线和位相共轭反射率(R)–T曲线上出现峰值,即晶体的指数增益系数和位相共轭反射率增加。采用结构相变解释了Zn:Ce:Fe:LiNbO3晶体的异常温度特性。