双掺铜锰铌酸钾锂晶体的高光折变增益

在铌酸钾锂(potassium lithium niobate,KLN)中掺入CuO和MnCO3,以提拉法首次生长了Cu:Mn:KLN晶体.用X射线衍射测试并计算了晶体的晶格常数,并以二波耦合实验光路测试了晶体的指数增益系数和响应时间.结果表明:Cu:Mn:KLN晶体的3个晶格常数均比KLN晶体的小;Cu离子和Mn离子在KLN晶体中取代了K 并占据K 位,两种掺杂离子掺入晶体后,减少了晶体的开裂程度.Cu:Mn:KLN晶体的指数增益系数比KLN晶体要提高约2倍,其响应速度比KLN晶体快一个数量级.Cu:Mn:KLN晶体指数增益系数有薄晶片效应,即:晶片厚度变薄时,指数增益系数增加,用光爬行效应对该效应进行了解释.     

近化学计量比Mn:Fe:LiNbO3晶体的生长及其光学性能

采用助熔剂提拉法,从掺入0.1%(摩尔分数)Fe2O3,0.2% MnO和11.2% K2CO3的同成分LiNbO3熔体中生长出高质量近化学计量比Mn:Fe:LiNbO3晶体.采用提拉法生长了相同掺杂的同成分晶体.与同成分晶体相比较,近化学计量比晶体的紫外吸收发生紫移,红外吸收变窄.利用二波耦合光路测试了晶体的衍射效率、增益系数和响应时间.结果显示:近化学计量比晶体的增益系数和衍射效率分别达到25 cm-1和68.3%,响应时间为亚秒级.     

Mg:Mn:Fe:LiNbO_3晶体永久性全息存储研究

在Mn∶Fe∶LiNbO3中掺进 6%MgO(摩尔分数 )采用Czochralski技术生长Mg∶Mn∶Fe∶LiNbO3晶体。晶体在Li2 CO3粉末中经 5 0 0℃下2 4h的还原处理和在Nb2 O3粉末中经 110 0℃下 10h的氧化处理。晶体的测试结果表明 ,Mg∶Mn∶Fe∶LiNbO3晶体的抗光散射能力比Mn∶Fe∶LiNbO3晶体提高 1个数量级以上。采用He-Ne激光作为记录光 ,紫外光作选通光 ,用双光子法测试Mg∶Mn∶Fe∶LiNbO3晶体二波耦合衍射效率。双光子稳态衍射效率为 η0 =5 2 % ,固定衍射效率为 ηG=2 9% ,记录时间为 40min ,记录速度比Mn∶Fe∶LiNbO3晶体提高 3倍。对记录光、选通光的作用和三掺杂Mg∶Mn∶Fe∶LiNbO3晶体双光子全息存储的机理进行研究     

Mg∶Mn∶Fe∶LiNbO3晶体永久性全息存储研究

在Mn∶Fe∶LiNbO3中掺进6%MgO(摩尔分数)采用Czochralski技术生长Mg∶Mn∶Fe∶LiNbO3晶体.晶体在Li2CO3粉末中经500 ℃下24 h的还原处理和在Nb2O3粉末中经1 100 ℃下10 h的氧化处理.晶体的测试结果表明,Mg∶Mn∶Fe∶LiNbO3晶体的抗光散射能力比Mn∶Fe∶LiNbO3晶体提高1个数量级以上.采用He-Ne激光作为记录光, 紫外光作选通光, 用双光子法测试Mg∶Mn∶Fe∶LiNbO3晶体二波耦合衍射效率.双光子稳态衍射效率为η0=52%, 固定衍射效率为ηG=29%, 记录时间为40 min, 记录速度比Mn∶Fe∶LiNbO3晶体提高3倍.对记录光、选通光的作用和三掺杂Mg∶Mn∶Fe∶LiNbO3晶体双光子全息存储的机理进行研究.     

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。     

Cu∶Co∶Sr_xBa_(1-x)Nb_2O_6晶体光折变效应的研究

在SrxBal-xNb2 O6 (SBN)晶体中掺进CuO和Co3O4,采用硅钼棒加热体 ,以Czochralski法生长了Cu :Co :SBN晶体。通过二波耦合光路测试了晶体的光折变性能。Cu∶Co∶SBN晶体的最大衍射效率为 74% ,最大折射率变化为 7.9× 10 - 5,光折变灵敏度为 4.8× 10 - 4 cm3/J,并给出了晶体响应时间与光强的关系。利用四波混频光路测试了晶体的自泵浦位相共轭反射率和响应时间。用Cu∶Co∶SBN晶体作为存储元件 ,Mg∶Fe∶LiNbO3晶体为位相共轭反射镜 ,以增益反馈系统 ,实现关联存储实验。     

Mg：Mn：Fe：LiNbO3晶体永久性全息存储研究

在Mn：Fe：LiNbO3中掺进6％MgO(康尔分数)采用Czochralski技术生长Mg：Mn：Fe：LiNbO3晶体。晶体在Li2CO3粉末中经500℃下24h的还原处理和在Nb2O3粉末中经1100℃下10h的氧化处理。晶体的测试结果表明，Mg：Mn：Fe：LiNbO3晶体的抗光散射能力比Mn：Fe：LiNbO3晶体提高1个数量级以上。采用He—Ne激光作为记录光，紫外光作选通光，用双光子法测试Mg：Mn：Fe：LiNbO3晶体二波耦合衍射效率。双光子稳态衍射效率为ηo＝52％，固定衍射效率为ηG=29％，记录时间为40min，记录速度比Mn：Fe：LiNbO3晶体提高3倍。对记录光、选通光的作用和三掺杂Mg：Mn：Fe：LiNbO3晶体双光子全息存储的机理进行研究。     

掺铁近化学计量比铌酸锂晶体的生长及其光学性能研究

在LiNbO3(LN)中掺进0．01％Fe3O3(质量分数)和10．9％K2O(摩尔分数)助熔剂，用顶部籽晶(TSSG)法生长近化学计量比掺铁铌酸锂(SLN：Fe)，以及采用Czochralski法生长同成分掺铁铌酸锂(CLN：Fe)。测试了晶体的晶格常数、吸收光谱和红外光谱。Li^ 取代反位铌(NbLi^4 )和占据锂空位，使SLN：Fe晶体的晶格常数变小。SLN：Fe晶体的吸收边相对于CLN：Fe晶体发生了紫移。SLN：Fe晶体的OH吸收峰移到3466cm^—1。利用二波耦合光路测试了晶体的指数增益系数和响应时间，计算了有效裁流子浓度。测试结果表明：SLN：Fe晶体的指数增益系数达到28cm^—1，而CLN：Fe晶体的指数增益系数为18cm^—1；SLN：Fe晶体的响应速度比CLN：Fe晶体提高了1个数量级。     

In:Ce:Mn:LiNbO3晶体的全息存储性能

原料采用固液同成分配比,在LiNbO3（LN）晶体中掺入质量分数为0．1％CeO2和0．015％MnCO3,摩尔分数分别为0,1％,2％和3％的In,用提拉法生长In：Ce ：Mn ：LN晶体。测试了In ：Ce ：Mn ：LN晶体的红外透射光谱和抗光损伤能力。结果表明：3％In ：Ce ：Mn ：LN晶体的OH振动吸收峰紫移到3508cm^-1位置;其抗光损伤能力比Ce ：Mn ：LiNgO3晶体提高2个数量级以上。利用二波耦合光路测试晶体的写入时间（τw）、擦除时间（τc）和衍射效率（η）,计算晶体的动态范围（M^#）,研究In^3＋掺量对Ce ：Mn ：LN晶体光折变性能的影响。结果表明：In ：Ce ：Mn ：LN晶体是比Ce ：Mn ：LN晶体综合性能更好的全息存储材料。     

In∶Mn∶Fe∶LiNbO_3晶体非挥发性全息存储

在Mn∶Fe∶LiNbO3(Mn∶Fe∶LN)中掺进不同摩尔分数In2O3,用提拉法生长In∶Mn∶Fe∶LN晶体。测试了晶体的红外光谱,发现:3%In∶Mn∶Fe∶LN晶体OH-吸收峰位置移到3 506 cm-1。用光斑畸变法测试晶体抗光致散射能力表明:In∶Mn∶Fe∶LN晶体抗光致散射能力比Mn∶Fe∶LN晶体提高1~2个数量级。探讨了In∶Mn∶Fe∶LN晶体OH-吸收峰移动和抗光致散射能力增强的机理。以He Ne激光作记录光,高压汞灯紫外光作开关光,In∶Mn∶Fe∶LN晶体中一种杂质Fe充当较浅能级,另一种杂质Mn充当较深能级,以Mn∶Fe∶LN和1%In∶Mn∶Fe∶LN晶体作为存储介质实现非挥发性存储。用双光子固定法测量了In∶Mn∶Fe∶LN晶体的二波耦合衍射效率。研究了In∶Mn∶Fe∶LN晶体的双光子全息存储机理。     

Ce:Fe:LiNbO3晶体的生长及光折变性能

在氧化锂(Li2O)摩尔分数(下同)为48.6%～58%的LiNbO3中掺入0.1%的氧化铈(CeO2)和质量分数为0.03%的氧化铁(Fe2O3),用提拉法技术生长出高光学质量的具有不同摩尔比n(Li)/n(Nb)的Ce:Fe:LiNbO3晶体.通过紫外-可见光谱和红外光谱测试了晶体样品的组成和缺陷结构.通过二波耦合实验系统研究了Ce:Fe:LiNbO3晶体样品的光折变性能.结果表明:晶体样品随n(Li)/n(Nb)比增加,样品的衍射效率降低,动态范围降低,但是,全息响应速率和光折变灵敏度提高.     

Mg:Ce:Fe:LiNbO3晶体生长及其全息存储性能

在同成分LiNbO3(LN)中,掺入MgO的摩尔分数分别为0,2%,4%,6%,掺入(质量分数)0.1?O2和0.08?2O3,采用提拉法生长了优质的Mg:Ce:Fe:LN晶体.检测了Mg:Ce:Fe:LN晶体的红外透射光谱和光损伤阈值.结果表明:6%Mg:0.1?:0.08?:LN晶体的OH-振动吸收峰紫移到3 532cm-1,其光损伤阈值比Ce:Fe:LN晶体提高2个数量级以上.用二波耦合光路测试晶体的衍射效率,写入时间和擦除时间.计算了光折变灵敏度和动态范围.结果表明:Mg:Ce:Fe:LN晶体全息存储性能优于Fe:LN晶体和Ce:Fe:LN晶体.以4%Mg:0.1?:0.08?:LN晶体作为全息记录材料,实现了总存储页面为3 200幅图像的存储,再现图像清晰完整.     

Ce:LuAlO3晶体的热稳定性研究

铈掺杂铝酸镥(Ce:LuAlO3)晶体是一种具有钙钛矿结构的新型无机闪烁体.用提拉法试图从n(Lu2O3):n(Al2O3)=1:1的熔体中生长Ce:LuAlO3晶体.实验表明:在缓慢结晶条件下得到的不是Ce:LuAlO3晶体,而是镥铝石榴石[Lu3Al2(AlO4)3].只有急速降温才能够获得Ce:LuAlO3晶体.退火和差热分析表明:Ce:LuAlO3晶体只存在于高温条件下,当温度下降时,它会分解成Lu3Al2(AlO4)3,Lu4Al 2O9和Lu2O3.造成LuAlO3晶体在低温下结构不稳定的原因是Lu离子的半径太小,它只适应于配位数是8的石榴石结构,只有在高温下才能适应配位数是12的钙钛矿结构.     

近化学计量比LiNbO3晶体的坩埚下降法生长

报道了化学计量比LiNbO3(stoichiometric lithium niobate, SLN)晶体的坩埚下降法生长.采用一致融熔成分铌酸锂籽晶,以K2O为助熔剂,在自制的坩埚下降炉内生长SLN晶体.最高炉温控制在1 300 ℃附近,固液界面处的纵向温度梯度为40～60 ℃/cm,坩埚下降速率小于5 mm/d,在密闭的铂坩埚中,成功地生长出尺寸为25 mm×40 mm的近化学计量比铌酸锂单晶.测得晶体的Curie温度为190 ℃,利用有关公式计算出所得晶体的n(Li)/n(Li+Nb)为0.495 6,研究了熔体的析晶行为及晶体的宏观缺陷.     

高温闪烁晶体Ce:YAlO3开裂现象的分析

对提拉法生长的Ce;YAIO3(简称为Ce：YAP)晶体的开裂现象进行了研究,认为引起开裂的主要内在因素是YAP晶体热膨胀系数的各向异性。研究了Ce：YAP晶体的[010],[101],[121]等几个主要方向在30～800℃范围内的热膨胀系数曲线。结果表明：沿[010]和[101]方向的膨胀系数相差最大。通过对晶体中热应力分布的计算,得出晶棱显露处为应力集中点,指出晶体容易产生开裂的方向是[010]和[101]。通过对晶体的显微形貌观察发现,晶体中存在微裂纹。晶体的各向异性热膨胀系数,晶体生长过程中大的温度梯度以及快的降温速率等是Ce：YAP晶体产生开裂的主要原因。     

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.     

In离子在掺杂LiNbO3晶体中的占位研究

测量了掺In系列LiNbO3晶体的吸收光谱和红外透射光谱,研究了In离子在掺In系列的固液同成分配比LiNbO3晶体中的占位情况。在In^3 的掺入量低于阈值3％(摩尔分数)时,In离子占据NbLi^4 位;在掺入量高于阈值3％时,In^3 占据NbNb位和LiLi位。利用光斑畸变法得到掺In系列LiNbO3晶体的抗光损伤能力,发现在In^3 掺入量高于阈值3％时的抗光损伤能力增强,比掺入量低于阈值的晶体高1～3个数量级。通过In^3 的占位情况讨论了In系列掺杂LiNbO3晶体抗光损伤能力增强的机理。     

近化学计量比Cu:Fe:LiNbO3晶体的生长及蓝光优化光折变性能

以K2O为助溶剂在LiNbO3中掺入0.15%(质量分数,下同)CuO,0.03%和0.05%Fe～03,用顶部籽晶溶液生长法生长近化学计量比Cu:Fe:LiNbO3晶体.以Ar+激光器的488nm激光为光源测试Cu:Fe:LiNbO3晶体的光激载流子类型,采用二波耦合光路测试了晶体的光折变存储性能,并与633nm红光...