坩埚下降法生长的LiNbO_3,Fe∶LiNbO_3,Zn∶Fe∶LiNbO_3单晶的吸收光谱特性

用紫外可见光谱 (UV/VisibleSpectra)测试并研究了坩埚下降法生长的LiNbO3 、Fe∶LiNbO3 ,以及Zn∶Fe∶LiN bO3 晶体的吸收特性。分析了产生这些吸收特性的原因以及与工艺生长方法的内在联系。研究结果表明 :LiNbO3 单晶沿晶体生长方向 ,其紫外吸收边向长波方向移动 ,且在 35 0～ 4 5 0nm波段的吸收也逐渐增大 ,这是由于Li的分凝与挥发 ,逐渐产生缺锂所造成的 ;在Fe∶LiNbO3 单晶中观察到Fe2 + 离子在 4 80nm附近的特征吸收峰 ,并发现沿生长方向 ,Fe2 + 离子的浓度逐渐增加 ,这与提拉法生长得到的晶体不同 ;在Fe∶LiNbO3 单晶中掺入质量分数为 1.7%ZnO后 ,吸收边位置发生蓝移 ,而掺杂质量分数达到 3.4 %时 ,观察到有红移现象。Fe2 + 离子在Zn∶Fe∶LiNbO3 单晶中的浓度与ZnO掺杂量有密切关系。在掺杂质量分数 1.7%ZnO的Fe∶LiNbO3 单晶中 ,Fe2 + 离子从底部到顶部的浓度变化比在掺杂质量分数 3.4 %ZnO晶体中大 ,这是由于Zn2 + 抑制Fe2 + 离子进入Li位的能力随掺杂量的增加而逐渐减弱造成的。就该下降法工艺技术对Fe2 + 离子在晶体中的浓度分布的影响作了分析     

Zn,Cr∶LiNbO3单晶的坩埚下降法生长及其荧光光谱

通过选择合适的化学原料（Li2O∶48.6mol%, Nb2O5∶51.4mol%）、控制生长速度（<3 mm/h）及固液界面的温度梯度（20~40℃/cm）与温场，用坩埚下降法成功地生长出了Zn、Cr双掺杂初始浓度分别为3 mol%、0.1 mol%,以及6 mol%、0.1 mol%的大尺寸铌酸锂晶体.生长的晶体无宏观缺陷,在He-Ne激光的照射下，无散射中心.测定了晶体的宽带荧光光谱（700~1200nm）及R带（710~740nm）的精细变温光谱.这些R带的光谱线由Cr离子所取代的Li(Cr3+Li)与Nb(Cr3+Nb)的发光中心以及声子辅助吸收所致.     

Nd3+:LiNbO3 晶体的坩埚下降法生长及光谱特性

以同成分化学组分比(Li2O:48.6mol%,Nb2O5:51.4mol%)为原料,Nd2O3为掺杂剂,应用坩埚下降法技术,生长了Nd3+初始掺杂为0.2mol%的LiNbO3晶体。测定了晶体的差热曲线、红外吸收光谱、紫外-可见吸收光谱,并与用提拉法技术生长的晶体性质进行了比较。观测到了Nd3+的特征吸收峰。在800nm的半导体激光激发下研究了晶体在1.06μm附近的荧光曲线和荧光寿命,观测到了1067,1080,1085,1093,1106nm五个分裂的4F3/2→4I11/2能级跃迁发射峰。测定了最强荧光峰(1085nm)的荧光寿命为351μs。与用提拉法技术生长的晶体相比,其荧光寿命得到了大幅度的变长,约为3.5倍。在密封条件下用坩埚下降法技术生长的晶体,由于在生长过程中隔绝了空气和水汽,所以在获得的晶体中具有低的OH-离子浓度,获得了长的荧光寿命。     

ICP与吸收光谱测定LiNbO3, Zn:LiNbO3晶体中Cr3+离子的分布及有效分凝系数

应用坩埚下降法生长了掺杂Cr与双掺杂Cr，Zn的LiNbO3晶体。测定了掺杂晶体不同部位的吸收系数。用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP)法测定了Cr离子在LN晶体中的浓度，并计算了Cr离子在LiNbO3晶体中的有效分凝系数。研究结果表明：在单掺杂Cr的LiNbO3晶体中，随着Cr^3 掺杂浓度从0．1增加到0．5mol％时，其有效分凝系数从3．75减少到2．49，Cr^3 离子在晶体中的浓度分布差异逐步减少；ZnO的掺入能有效地减少Cr^3 的分凝系数，然而ZnO掺杂浓度从3增加到6mol％时，其有效分凝系数且从1．85增加到2．25。可从ZnO组分对Cr离子的排斥作用及Zn离子在LN晶体中随掺杂数量变化的分凝现象解释了产生Cr离子浓度及有效分凝系数变化的原因。     

Zn：LiNbO3晶体倍频性能的研究

在ＬｉＮｂＯ３晶体中掺入ＺｎＯ，生长ＺｎＯ：ＬｉＮｂＯ３晶体，当ＺｎＯ的掺入浓度高于６ｍｏｌ％时，晶体的抗光损伤能力提高两个数量级，与高掺Ｍｇｏ相似。Ｚｎ：ＬｉＮｂＯ３的倍频转换效率可达５０％左右，高于Ｍｇ；ＬｉＮｂＯ３。本文对Ｚｎ：ＬｉＮｂＯ３晶体中Ｚｎ＾２＋离子占痊以及抗光损伤增强机理进行了初步探讨。     

Zn：Fe：LiNbO3晶体四波混频效应的研究

报道了一种新掺杂铌酸锂晶体Ｚｅ；Ｆｅ：ＬｉＮｂＯ３，它具有优良的光折变四波混频性能，位相共轭反射率可达１００％。且与Ｆｅ；ＬｉＮｂＯ３相比、抗光散射能力强，响应速度快。本文通过对高掺ＺｎＯ后晶体的抗 光损伤能力和光电导值的测试分析，讨论了Ｚｎ；Ｆｅ：ＬｉＮｂＯ３晶体抗光散射和速度提高的机理。     

Ce：Fe：LiNbO3晶体光衍射效应的研究

减小Ｃｅ：Ｆｅ：ＬｉＮｂＯ３晶片的厚度，扩大泵浦光束直径，时由光爬行应晶体产生衍射自增强。单光束辐照Ｃｅ：Ｆｅ：ＬｉＮｂＯ３晶体时，出现变偏振现象等各向异性自衍射。本文对上述现象的形成机理进行了探讨。     

Ce：Fe：LiNbO3晶体的全息存储和相位共轭特性的研究

本文用提拉法从熔体中生长了Ce:Fe:LiNbO_3晶体,并采用二波混合和简并四波混合方法研究和测试了晶体的全息衍射效率和相位共轭反射率.以Ce:Fe:LiNbO_3晶体作为存储元件和相位共轭镜,实现了光学实时全息关联存储.     

掺Co钨酸镉单晶体的坩埚下降生长及光谱特性

应用坩埚下降法,采用70℃.cm-1的固液界面温度梯度与0.50 mm.h-1生长速度,生长出了初始Co掺杂摩尔百分浓度为0.5 mol%、尺寸为Ф25 mm×120 mm的钨酸镉单晶体。晶体呈透明深蓝色。用XRD表征了获得的晶体。观测到518,564和655 nm三个可见波段吸收带以及发光中心1 863 nm(1 323～2 220 nm)的超宽吸收带。可见波段的吸收归属于Co2+在八面晶格场中4T1(4F)→4A2(4F),4T1(4F)→4T1(4P)跃迁叠加,而红外波段的宽带吸收则为八面体场Co2+的4T1(4F)→4T2(4F)能级跃起所致。从吸收特性表明,Co离子掺杂于畸变的氧八面体中,呈现+2价态。根据吸收光谱计算出晶格场参数Dq=990 cm-1,Racah参数BC=726.3 cm-1。在520 nm波长光的激发下,观察到778 nm波段的荧光发射,归属于八面体晶格场中Co2+的4T1(4P)→4T1(4F)能级的跃迁。从吸收与荧光强度的变化推断:沿着晶体生长方向,Co2+浓度逐渐增加,有效分凝系数小于1。     

Luminescent Enhancement in Mg- and Er-Codoped LiNbO3 Crystals

We investigate the MgO codoping-induced effect on the luminescent properties of Er^3 -doped and Er/Mg codoped LiNbO3 crystals. The emission and excitation spectra and the absorption spectra are measured. The results show that the luminescent behaviour of Er^3 ions is very sensitive to the codoping of Mg^2 ions. According to the photorefractive level theory, we propose a quench model for the Er/Mg codoped lithium niobate crystal. The quench centres are suggested to be the bipolaron (NbLi-NbNb), we attribute the luminescent enhancement to the decreasing concentration of these centres. The luminescent enhancement effect is successfully explained.     

Zn:Fe:LiNbO3晶体全息存储性能研究

以提拉法生长Zn(1mol%):Fe:LiNbO3, Zn(4mol%):Fe:LiNbO3,Zn(7mol%):Fe:LiNbO3晶体.Zn:Fe:LiNbO3晶体随着Zn2+浓度的增加,抗光致散射能力增加,Zn(7mol%):Fe:LiNbO3晶体抗光致散射能力比Fe:LiNbO3晶体提高两个数量级以上.测试了Zn:Fe:LiNbO3晶体衍射效率、响应时间.以Zn(7mol%):Fe:LiNbO3晶体作为存储元件,Zn(4mol%):Fe:LiNbO3晶体作为位相共轭镜,进行全息关联存储试验.试验结果显示出成像质量好、图像清晰完整、噪音小等优点.研究了Zn:Fe:LiNbO3晶体全息存储性能增强的机理.Zn(4mol%):Fe:LiNbO3晶体具有全息存储性能最佳的综合指标.     

第一性原理下铜锰共掺铌酸锂晶体的电子结构和吸收光谱

采用基于密度泛函理论的第一性原理研究了Cu、Mn单掺及共掺LiNbO3晶体的电子结构和光学性质.结果显示,Cu、Mn掺杂LiNbO_3晶体禁带中的杂质能级分别由Cu 3d轨道、Mn 3d轨道贡献;各掺杂体系的带隙均较纯LiNbO_3晶体变窄.共掺晶体中Cu离子形成了较单掺时更浅的能级中心,并在2.87eV处有较强的吸收峰;Mn离子在1.73eV附近的吸收较单掺时减弱且中心略有偏移,在2.24eV处的非光折变峰与Mn~(3+)相关,这对吸收峰的变化被认为与Cu、Mn间电子转移相联系.相对Cu、Fe共掺LiNbO_3晶体,Cu、Mn共掺LiNbO_3晶体可以通过适当提高Cu离子浓度,来改善存储参量中的动态范围和记录灵敏度.由于同一深能级掺杂离子伴以不同浅能级掺离子将呈现出不同的吸收特征并影响存储性能,在共掺离子的配搭选择时对各待选配搭的模拟计算非常必要.     

LD相对于铯原子超精细跃迁线的偏频锁定

Holographic storage properties of iron-doped and cerium/iron-doped LiNbO3 with different doping concentrations and treatment conditions have been measured for different recording wavelengths. The results show that at recording wavelengths of 532 nm and 633 nm the holographic storage properties of Ce:Fe:LiNbO3 are generally better than those of Fe:LiNbO3.     

掺锌LiNbO_3晶体的光谱性质

在 Li Nb O3 中掺进 2 mol% ,4mol% ,6 mol% ,8mol%的 Zn O,生长 Zn(2 mol% ) :Li Nb O3 ,Zn(4mol% ) :Li Nb O3 ,Zn(6 mol% ) :Li Nb O3 和 Zn(8mol% ) :Li Nb O3 晶体 ,测试 Li Nb O3 和掺锌Li Nb O3 晶体的透射光谱。Li Nb O3 和掺锌 Li Nb O3 晶体在 35 0— 90 0 nm的范围内都是透明的。Zn:Li Nb O3 晶体的吸收边发生紫移。对 Zn:Li Nb O3 晶体吸收边紫移的机理进行探讨。     

Fe∶LiNbO3和(Fe,Tb)∶LiNbO3晶体中入射光强对光折变性质的影响

用一种新的测量方法在不同入射光强下同时观测了Fe∶LiNbO3 和 (Fe,Tb)∶LiNbO3 晶体中光致折射率变化Δns、吸收系数α和光电导σph与入射光强I的依赖关系 ,并从理论上对观测结果给予了初步解释     

LiNbO3∶Cr∶Cu晶体吸收特性及非挥发全息存储研究

研究了LiNbO3∶Cr∶Cu晶体的吸收特性,发现LiNbO3∶Cr∶Cu（含0.14 wt.% Cr2O3 和 0.011 wt.% CuO）晶体存在两个明显的吸收峰,中心波长分别位于480 nm和660 nm; 随着Cr的含量逐渐减小,Cu的含量逐渐增大,短波段不存在明显吸收峰,掺Cr的含量越大,中心波长在660 nm处的吸收越大；633 nm红光虽然位于中心波长为660 nm的吸收峰内,但它无助于光折变过程.分别采用390 nm紫外光和488 nm蓝光作为敏化光,514 nm绿光作为记录光的记录方案,实现了非挥发全息记录,掺入适量的Cr( 比如NCr=2.795×1025 m－3,NCr/ NCu=1)有助于全息记录性能的提高.     

Absorption Spectra of Excited Ruby Crystals

We have investigated the absorption spectra of excited laser single crystals of ruby. The longlived increase in absorption depending on the degree of excitation is observed in optically excited crystals of ruby in a wide spectral range. Moreover, in the absorption spectrum of a postexcited ruby we discovered the excitationinduced longlived kinetic instability, namely, the noiselike quasiline component variable in time and over the spectrum and imposed on the smooth spectral curve.