近化学计量比掺镁铌酸锂晶体的抗光折变性能

应用气相传输平衡技术,我们获得了3种近化学计量比掺镁铌酸锂晶体,晶体的掺镁量接近我们以前提出的第二阈值.在我们实验室所能达到的最大光强26 MW/cm2照射下,在所有近化学计量比掺镁铌酸锂晶片中没有观察到光斑畸变,该光强比同成分铌酸锂晶体所能承受的光强高6个量级,为目前已报道的铌酸锂晶体之最.应用双光束全息写入法测得掺1.0 mol% Mg近化学计量比铌酸锂晶体的光折变饱和值仅有4.6×10-7,比同成分铌酸锂晶体小两个量级,从已有实验数据推测,该晶体的抗光折变能力应当比同成分铌酸锂晶体高9个量级以上.     

Time-Resolved Femtosecond Degenerate Four-Wave Mixing in LiNbO3：Fe,Mg Crystal

Forward degenerate four-wave mixing （DFWM） processes are investigated with a femtosecond pulsed laser in lithium niobate crystal doubly-doped with magnesium and iron （LiNbO3：Fe, Mg）. The pulse energy dependence reveals a pure third-order nonlinear response, and the third-order nonlinear susceptibility x^（3） in the material is evaluated to be 4.96 × 10^-13 esu. The time-resolved DFWM process shows a response time of x^（3） shorter than 100fs, which is due to the nonresonant electronic nonlinearities. Our results indicate that LiNbO3 crystals have potentials for ultrafast real-time optical processing systems, which require a large and fast x^（3） optical nonlinearity.     

等径控制系统的改进及在光学级铌酸锂生长中的应用

分析了提拉法晶体生长过程中影响滞后变化的因素，采用传统PID调节器和计算机辅助控制相结合的办法，解决了铌酸锂晶体生长过程中的精确等径控制问题，并在大直径铌酸锂晶体生长应用中取得了满意的效果。生长的76nm直径的铌酸锂晶体，生长条纹问题得到很大改善，光学均匀性提高了一个量级以上。     

低电场周期极化化学比掺镁铌酸锂绿光倍频器

对气相平衡扩散输运工艺制备的化学比掺镁铌酸锂晶体进行周期极化,实验中发现化学比掺镁铌酸锂晶体的矫顽场为12kV/mm,只有常用的同成分铌酸锂晶体的矫顽场的1/20,用低电场就可以制备出结构均匀周期为62～64μm的周期性极化结构.在室温下对此周期极化结构进行二次谐波倍频实验,其归一化倍频转换效率为48%/W。     

大直径、高掺镁铌酸锂晶体的生长及其紫外光折变性能研究

我们生长了掺镁量分别为3．0mol％、5．0mol％、7．8mol％、9．0mol％的76mm高掺镁铌酸锂晶体，检测了这些晶体的生长条纹情况，并利用双光耦合配置测试了这些晶体在351nm紫外光下的光折变性能。从实验结果看，采用同成分共熔点铌锂配比的高掺镁铌酸锂晶体生长条纹比较多；虽然高掺镁铌酸锂晶体在可见光波段有很好的抗光折变能力，但是在紫外光下具有良好的光折变性能，可以作为优良的紫外光折变材料使用。同时，实验结果表明，掺镁量在5．0mol％的铌酸锂晶体具有最佳的紫外光折变性能。     

近化学计量比LiNbO3晶体的生长及其组分测定

铌酸锂晶体（LiNbO3)是一种典型的非化学计量比晶体,通常所使用的同成分LiNbO3晶体中的锂铌比([Li]/[Nb])约为48．6／51．4。我们利用提拉法,从掺入11mol%K2O的同成分LiNbO3熔体中生长出了高光学质量的近化学计量比LiNbO3单晶。与同成分LiNbO3晶体相比,其吸收边向短波方向移动;E模（153cm^-1)喇曼谱线宽从9．4cm^-1降低到了7．0cm^-1,A1模（876cm^-1)喇曼谱线宽从25．5cm^-1降低到了20．0cm^-1;产生532nm-1064nm2次谐波的相匹配温度从室温增加到了155．5℃;OH^-红外吸收谱线宽明显变窄,波形也有明显的变化。这些结果表明这种LiNbO3晶体中的LiO2含量为49．6mol%, 即[Li]/[Nb]为0．984,接近其化学计量比。     

钛酸钡钙晶体的生长及其光学性能研究

钛酸钡钙(BCT)晶体是一种新型的光折变材料,由于其优于钛酸钡的电光性能及无室温相变的优势,使其具有更大的应用前景。本文从大量的实验中总结出生长高质量BCT晶体的生长条件,用Czochralski法生长出18mm×15mm的BCT晶体。通过粉末X射线衍射测定其晶格常数,由红外、紫外可见光透射谱确定其吸收边,并通过Raman光谱等一系列实验对晶体结构及其基本光学性能进行了研究。     

高温度稳定性系列铌酸锂电光调Q开关的研制

通过对影响铌酸锂电光调Q开关工作温度稳定性的原因分析,认为晶体自身的应力是导致铌酸锂电光调Q开关温度稳定性差的主要原因。而减小晶体自身应力的关键主要取决于晶体光学质量的均匀性,同时,组分的波动也会使晶体产生应力。为此利用前期大尺寸铌酸锂晶体质量大幅提高的结果,配合适当的热处理工艺,研制出了系列铌酸锂调Q开关,通过在1064nm、1318nm、2128nm等激光器中应用,这些调Q开关均能稳定工作,完全能够满足激光雷达等脉冲激光器的使用。     

准相位匹配周期极化高掺镁铌酸锂532 nm倍频准连续输出研究

对周期性极化高掺镁铌酸锂倍频过程进行了准相位匹配倍频理论研究。在室温下通过外加电场极化法，用较低的极化开关电场～5．5kV／mm，在厚为1mm、长为10mm、宽为10mm的掺镁铌酸锂基片上成功地制备了周期为5．8～7．3pm(间隔0．3pm)的一阶准相位匹配倍频周期性极化光学微结构。将温度控制在70℃左右，以波长为1．060μm的Nd：YAG激光为基频光源，对所研制的光学微结构样品进行倍频通光实验验证。当入射基频光为920mW时，可以获得约15mW的532nm准连续倍频蓝光输出．其归一化转换效率高达1．77％／W。     

优良全息光折变存储材料-双掺铌酸锂晶体

我们生长与后处理了一系列双掺铌酸锂晶体，通过光折变存储性能的测试，在这些晶体中，我们发现了三种双掺晶体：LN：Fe,Mg;LN:Fe,In;LN:Fe,Zn，它们具有优良的光折变存储性能，即高衍射效率（高达60％－80％），快光折变(经LN：Fe晶体缩短了一个数量级），和强抗光散射能力（比LN：Fe提高近两个级）。学系统地研究了光强阈值效应与全卢写入的关系以及全息写入与入射光强的关系，发现在光强阈值附近耦合强度有一最大值，从而提出了最佳写入光强的概念。另外，全息光栅热固定研究还显示，双掺铌酸锂晶体比单掺Fe的铌酸锂晶体具有更优良的热固定,快固定时间，高固定效率，长固定寿命等。