LiNbO3晶体在室温—130℃的锥光干涉及折射率的异常

研究了纯及掺杂LiNbO₃(下简写为LN)晶体z向通光的锥光干涉图。纯LN,在45℃和75℃附近,双折射率均有异常变化,晶体由单轴变为双轴晶。掺杂(Fe,Cr,Cu)LN也有类似的变化,但变化的温度范围被加宽。分别测量了折射率n₀和n_e,在这两个温度附近有异常跳变。通过与x方向加电场的室温锥光图相比较,可以认为在75℃附近的双折射异常变化是相当于离子位移在x方向产生10⁵V/m量级的内电场所引起的。 关键词：     

铌酸锂晶体75℃附近反常性能的倍频研究

用声光调Q-Nd~(3 ):YAG激光器的输出作为基波光,测量LiNbO_3晶体中的倍频光强随温度变化的曲线,得到热致Maker条纹。利用相干长度的变化研究LiNbO_3晶体在75℃附近出现的异常现象。实验结果表明:相干长度在75℃附近出现反常加宽。我们对此异常现象进行了分析,认为它是与LiNbO_3晶体中某些离子位移而引起的折射率反常变化有关。     

由1.06μm激光引起铌酸锂光折变实验

本文报道由1.06μm YAG:Nd~(3+)激光引起的LiNbO_3光折变效应.测量了LiNbO_3双折射率变化的空间分布,并用Twyman-Green干涉仪进一步证实折射率变化的空间分布是不对称的.此外,还测量了光折变与退火温度和时间相关的曲线.证实了Δn_0～(3～4)Δn_0     

低功率近红外光的偏振方向对光致折射率变化影响的实验研究

研究了利用低功率近红外光辐照In:Fe:LiNbO3晶体时写入光束的偏振方向对光致折射率变化(Δn)的影响.分别采用正常偏振(o光)和非常偏振(e光)的近红外细激光束,在In:Fe:LiNbO3晶体中进行了光折变实验.研究表明,两种偏振方向引起晶体的Δn实测曲线相似,但变化规律恰好相反,o光引起的折射率变化量约是e光的3倍左右.近红外光写入下两种偏振光束引起晶体的Δn分布规律都不同于可见光,尤其是e光辐照区域中心晶体的折射率升高.因此,通过选择不同偏振方向的近红外光可以在光折变晶体中制作不同折射率分布的非线性光学器件.     

激光热效应对PPLN晶体倍频效率的影响

从准相位失配关系出发,研究了PPLN晶体倍频效率与温度的关系,针对温度对折射率与极化周期的影响,分析了激光热效应对准相位匹配系统谐波转换过程的影响。采用有限元分析法计算了PPLN材料内部温度分布状况,并对热效应影响下晶体内部倍频效率变化情况进行了计算。计算结果表明:在不同基频光功率密度下,在倍频过程中晶体温度及通光方向截面折射率的分布不同,在倍频晶体出射面倍频效率的分布也不同;随基频光功率密度增大,晶体整体温度与折射率增大,出射端面倍频效率分布随基频光功率密度变化而变化;与理想条件倍频系统相比,激光热效应对晶体倍频效率有一定的影响。     

石英晶体右旋光与左旋光折射率差的温度特性

利用Jones矩阵,从理论上分析了石英晶体的旋光特性。在-10～60℃的温度范围内,实验测试了石英晶体的旋光角随温度的变化关系,并得出了石英晶体右旋圆偏振光与左旋圆偏振光折射率差随温度的变化关系。结果表明,对单色光来说,石英晶体右旋光与左旋光折射率差随温度的升高而增加,也就是说,石英晶体的旋光率随温度变化的这一特性是由晶体的右旋圆偏振光与左旋圆偏振光的折射率差随温度的变化引起的。     

Br掺杂对二聚物能隙材料(CH_3)_2NH_2Cu(Cl_(1-x)Br_x)_3的晶体结构和物理性质的影响（英文）

晶体的物理性质可以通过晶体掺杂的方式来改变.因此,在这工作中,我们研究了Br掺杂效应对(CH_3)_2NH_2Cu(Cl_(1-x)Br_x)_3(0≤x≤1)晶体的结构,物理性质及比热的影响.研究表明,晶体结构几乎不受Br掺杂影响,而温度T2K的磁性质,其随掺杂浓度的变化而变化.掺杂浓度从x=0到x=1变化过程中,磁相互作用从顺磁态变为铁磁态.这现象可理解为随着掺杂浓度增大,最近邻磁性离子间相互作用发生改变,导致x=0晶体的磁结构中反铁磁二聚化解体.不同磁场下x=0和x=1掺杂的晶体比热研究,x=1晶体的磁比热在温度2-4.5K区域呈现出一个随磁场变化的"肩",表明存在于x=0晶体中的自发反铁磁有序相和磁场诱导有序相被抑制.综上所述,磁性质和比热特征均表明掺杂能有效改变物理性质:x=0晶体的磁结构中反铁磁二聚化解体,x=1掺杂的磁结构演变成铁磁二聚化的反铁磁链.     

LiNbO_3晶体在75℃附近赝考塞耳线衍射异常

用X射线发散束背反射赝考塞耳线衍射方法发现纯LiNbO_3和扩Ti的LiNbO_3晶体在75℃附近的衍射花样有明显的异常。(11010),(01110),(0118),(1108),(03312),(33012)等衍射面的考塞耳花样出现成对的大范围非断裂的畸变。畸变接近二次对称,对称面为x面。破坏了沿z轴方向的三次对称性。同时发现高角度的衍射面畸变α较小,或不畸变。布喇格角较小的衍射面畸变较甚。     

Ca2+掺杂铌酸锶钡晶体的光折射变化特性研究

基于Ca2+掺杂铌酸锶钡晶体的透射特性,探讨了Ca2+在晶体中的电子行为机制,分析了Ca2+掺杂而引起的光致折射率变化特性.采用Michelson干涉装置测得了样品折射率随时间变化的特性曲线.实验结果分析表明,适当的ca2+掺杂可以有效改善铌酸锶钡晶体的光折射特性.     

基于纤芯失配型马赫曾德尔光纤折射率和温度同时测量传感器的研究

设计和制作了一种基于单模多模细芯单模光纤马赫曾德尔(Mach-Zehnder)干涉仪结构,可同时测量折射率和温度的传感器。该传感器中,多模光纤和细芯单模熔接点充当光耦合器。导入光纤中传输的光经多模光纤后在细芯光纤的纤芯和包层中激发出纤芯模和包层模,不同模式光在细芯光纤中传输时将产生光程差,再经细芯单模熔接点耦合成为导出光纤的纤芯模而干涉。传感器透射光谱随着环境折射率和温度的变化发生漂移,通过监测不同级次的干涉谷可实现折射率和温度的同时测量。通过对传感器的透射光谱进行傅里叶变换分析可知该透射光谱主要由LP01模和LP16模干涉形成。该传感器透射光谱中1535nm附近干涉谷的折射率和温度响应灵敏度的理论值分别为-55.90nm/RIU和0.0501nm/℃(其中RIU为折射率单位);1545nm附近干涉谷的折射率和温度响应灵敏度的理论值分别为-56.26nm/RIU和0.0505nm/℃。在折射率和温度的变化范围分别为1.3449~1.3972和20℃~90℃的环境中对传感器的响应特性进行实验研究,结果表明:透射光谱中1535nm附近干涉谷的折射率和温度响应灵敏度分别为-53.03nm/RIU和0.0465nm/℃;1545nm附近干涉谷的折射率和温度响应灵敏度分别为-54.24nm/RIU和0.0542nm/℃。理论分析与实验结果相一致。该传感器在生物医学领域有较好的应用前景。     

任意传播方向下铌酸锂晶体的横向电光效应研究

根据折射率椭球方程,研究了光沿任意方向传播时铌酸锂晶体的横向电光效应,分析了不同传播方向下的感应折射率特性。沿y方向加电场时,除沿光轴方向传播外,当入射波矢在c-y平面或者c-x平面内时,感应折射率与所加电场呈线性变化关系,但线性特性和光轴方向相关;在其它传播方向上,感应折射率与所加电场以不同的非线性规律变化。沿x方向加电场的感应折射率特性和沿y方向加电场时的性质类似,但相同特性对应的传播方向绕c轴转动了45°。研究结果对铌酸锂晶体横向电光效应的拓展应用有实际意义。     

单轴晶体的光程差和Lyot型滤光器的视场

 建立了以光线入射方向和晶体光轴方向为基准的入射坐标系，利用波法线反曲面方程和电磁场在晶体折射界面处切向分量连续性的边界条件，得到了晶体中波法线方向、射线方向、波法线折射率和射线折射率的表达式。从非常光的射线方向和射线折射率出发，得到了在任意的晶体光轴方向和入射角条件下，光通过单轴晶体后寻常光、非常光的光程差表达式。对Lyot型滤光单元的透射率和视场进行了计算分析后发现，滤光单元的透射率随光线入射角的变化呈现一定的周期性，视场随光轴倾角的增大而减小。得出了透射率和视场随光轴倾角(光轴与晶体表面的夹角)和光线入射角(光线在晶体表面的入射角)的变化规律。讨论了通过改变晶体倾角实现滤光器调谐和补偿晶体厚度加工误差等技术问题。     

磷酸铝(α-AlPO_4)单晶旋光性的研究

本文研究了磷酸铝单晶的旋光特性.用偏光显微镜观察了晶体的锥光干涉图、埃拉螺旋图;测量了晶体的旋光率、旋光率随波长和温度的变化.指出该晶体旋光性质是受晶体中Al-O及P-O四面体的旋向和随温度的变化所制约.     

Al掺杂Mg_2Ge光电性质的第一性原理计算

应用密度泛函理论框架下的第一性原理超软赝势平面波方法系统地计算了不同Al掺杂浓度下Mg_2Ge的电子结构及光学性质.建立了四种Mg_(2-x)Al_xGe(x=0,0.125,0.25,0.5)的掺杂模型,计算结果表示Al掺杂后的Mg_2Ge,费米能级进入导带,呈现出n型导电特性,掺杂后本征Mg_2Ge费米能级附近的导带架构发生了改变,变为主要由Al的3p态电子、Ge的4s态电子和Mg的3s、3p态电子组成;静介电常数ε_1(0)和折射率n_0均增大;吸收光谱发生红移,吸收系数最大值略微减小;光电导率峰值在x=0.125时取得极大值;能量损失函数发生蓝移且x=0.125时蓝移现象最为明显.     

LiNbO3晶体在75℃附近赝考塞耳线衍射异常

用X射线发散束背反射赝考塞耳线衍射方法发现纯LiNbO₃和扩Ti的LiNbO₃晶体在75℃附近的衍射花样有明显的异常。(11010),(01110),(0118),(1108),(03312),(33012)等衍射面的考塞耳花样出现成对的大范围非断裂的畸变。畸变接近二次对称,对称面为x面。破坏了沿z轴方向的三次对称性。同时发现高角度的衍射面畸变α较小,或不畸变。布喇格角较小的衍射面畸变较甚。 关键词：     

光参量振荡器中的晶体温度引起的光束质量劣化

利用COMSOL软件建模对光参量振荡器(OPO)进行热分析,发现在大功率抽运下,晶体的中心轴线附近由于吸收参量光,出现较为明显的温度上升。MgO∶PPLN晶体的折射率对温度非常敏感,较小的温升会使参量光产生不可忽略的波前畸变,进而导致光束质量下降。晶体的温升是由参量光的吸收引起的,这样的温升不可避免,大功率OPO/OPA(光参量放大器)的光束质量劣化是必然的。     

富锂气相输运平衡对MgO∶LiNbO3晶体表面折射率的影响

研究了富锂气相输运平衡(VTE)对同成分MgO∶LiNbO3晶片表面折射率的影响.VTE结果使晶体Mg浓度发生变化对其表面寻常光折射率no影响很大,包括随VTE时间的变化趋势和折射率变化幅度;同时Li浓度的变化影响了表面异常光折射率ne,但幅度变化比no要小.     

外电场作用下掺杂SBN晶体的光致折射率变化

从实验上研究了不同外加直流电场作用下固液同成分的SBN:Cr和SBN:Rh晶体的光致折射率变化规律.测量结果表明:无外加电场作用时,晶体中的光致折射率变化不明显;若在光辐照晶体的同时,沿晶体c轴方向施加一定方向的外电场,则晶体中即刻出现显著的光致折射率变化.这种折射率变化随外加电场的增大而增大,并且电场方向不同,折射率变化的正负也不同.因而可以通过改变外加电场的极性和幅度控制SBN:Cr和SBN:Rh晶体中光致折射率的变化特性,这对于在该类晶体中制作动态光波导具有重要意义.     

Ca2+掺杂铌酸锶钡晶体的光折射变化特性研究

基于Ca²⁺掺杂铌酸锶钡晶体的透射特性,探讨了Ca²⁺在晶体中的电子行为机制，分析了Ca²⁺掺杂而引起的光致折射率变化特性.采用Michelson干涉装置测得了样品折射率随时间变化的特性曲线.实验结果分析表明，适当的Ca²⁺掺杂可以有效改善铌酸锶钡晶体的光折射特性. 关键词： 2+')" href="#">Ca²⁺ 铌酸锶钡 透射率 光折变     

光学方解石晶体温度特性

利用热膨胀系数张量推导出光学方解石晶体(OCC)的任意方向热膨胀系数的表达式,确定了晶体的零膨胀方向;推导出晶体任意方向双折射率的温度变化量的表达式,并给出晶体中任意方向光程差随温度的变化关系。结果表明,对应方位角为65.35°或114.65°的方向是OCC的零膨胀方向;温度对晶体中光程差的影响随方位角的变化而变化,在垂直于晶体光轴的方向这种影响最大。