坩埚下降法生长的LiNbO3,Fe:LiNbO3,Zn:Fe:LiNbO3单晶的吸收光谱特性

用紫外可见光谱(UV／Visible Spectra)测试并研究了坩埚下降法生长的LiNbO3、Fe：LiNbO3，以及Zn：Fe：LiNbO3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350—450nm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Fe^2 离子在480nm附近的特征吸收峰，并发现沿生长方向，Fe^2 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。Fe^2 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，Fe^2 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Zn^2 抑制Fe^2 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Fe^2 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。     

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。     

Ce∶Co∶LiNbO_3晶体光折变性能研究

在LiNbO3中掺进CeO2 和Co3O4 ,以Czchralski技术首次生长Ce∶Co∶LiNO3,Ce∶LiNbO3,Co∶LiNbO3晶体 通过测试Ce∶LiNbO3,Co∶LiNbO3和Ce∶Co∶LiNbO3晶体的指数增益系数 ,位相共轭反射率和响应时间 ,计算晶体的有效载流子浓度和光电导 Ce离子能提高LiNbO3晶体光折变灵敏度 ,Co离子能提高LiNbO3晶体的响应速度和抗光致散射能力 ,从而Ce∶Co∶LiNbO3晶体具有较高的指数增益系数 ,位相共轭反射率 ,响应速度 Ce∶Co∶LiNbO3晶体具有优良的光折变性能     

Mg∶Fe∶LiNbO_3晶体的生长及光学性能研究

在Fe∶LiNbO3中掺进MgO和Fe2 O3以提拉技术生长Mg∶Fe∶LiNbO3晶体 对晶体进行极化和还原处理 测试晶体的吸收光谱 ,Mg∶Fe∶LiNbO3晶体吸收边相对Fe∶LiNbO3晶体发生紫移 测试晶体的红外光谱 ,Mg∶(5mol % )Fe∶LiNbO3晶体OH 吸收峰由Fe∶LiNbO3晶体的 3482cm- 1移到35 34cm- 1 采用锂空位模型阐述Mg∶Fe∶LiNbO3晶体 ,吸收边和OH- 吸收峰移动的机理 测试晶体的抗光致散射能力 Mg∶(5mol% )Fe∶LiNbO3晶体抗光致散射能力比Fe∶LiNbO3晶体提高一个数量级以上 测试晶体的衍射效率和响应时间 Mg∶Fe∶LiNbO3晶体响应速度比Fe∶LiNbO3晶体提高四倍     

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：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。     

金属片加热区熔法单晶生长及应用

在比较现有的各种溶体生长方法的基础上,针对氕物晶体生长的特点,提出了适合均匀生长非固液同成份氧化物晶体的金属片加热区溶法,对该方法的装置、优缺点以及国内外研究现状作了详细的介绍,报道并讨论了应用铂片加热区溶法生长化学计量比铌酸锂晶体的试验及结果。     

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。     

Fe∶LiNbO3全息图热定影及H+浓度的影响

应用光折变效应动力学方程,导出了在Fe∶LiNbO3中对光折变全息图热定影所需的最小H+浓度,以及H+浓度与光栅空间频率的关系.应用光谱比较法测量了不同样品的H+浓度值.得出了进行有效热定影的H+浓度范围.完成了Fe∶LiNbO3全息存储和热定影实验.获得了100 h连续无损读出的良好热定影实验结果.     

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.     

Zn∶Fe∶LiNbO_3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     

ZnO对Eu∶LiNbO3晶体的性能及光谱性质影响

应用坩埚下降法技术,以同成份化学摩尔分数[x(Li2O)=48.6%,x(Nb2O5)=51.4%]为原料,生长出了以不同Zn,Eu双掺杂的LiNbO3晶体。测定了晶体下部与上部的X射线衍射图(XRD)、激发光谱、荧光光谱以及声子边带谱。Zn的掺杂量对Eu3+离子在晶体中的分布产生很大的影响。Zn掺杂摩尔分数为3%时,Eu3+离子在进入晶格时受到有效的压制。随着Zn掺杂摩尔分数提高,达到6%时,压制作用减弱。从Zn2+离子在LiNbO3中随浓度变化的分凝情况以及对Eu3+离子的排斥作用解释了Eu3+离子分布的原因。同时测定了Zn掺杂样品的声子边带谱。     

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。     

X切H∶LiNbO_3光波导的工艺仿真研究

对于X切H∶LiNbO3光波导,在532nm和1310nm波长下,用棱镜耦合器进行了工艺仿真研究.对于在150℃,180℃和200℃用苯甲酸质子交换的光波导,分别求得交换厚度与交换时间的关系曲线,在此基础上给出质子交换的扩散系数与交换温度的关系曲线.对于在180℃质子交换并在350℃退火的光波导,给出以交换时间(交换厚度)为参变量的表面折射率增量、有效厚度与退火时间的关系曲线.研究结果可供低损耗α相单模波导的设计和制备做参考.     

LiNbO_3在反常色散区光学常数的测定

我们用170SX傅里叶变换红外光谱仪,测量了LiNbO_3在30cm~(-1)～2800cm~(-1)波段内的反射光谱。应用Kramers-Kronig关系的积分形式,快速而准确地计算出LiNbO_3在同一波段内的各种光学常数的谱图。由此,可直接得到A_1模和E模的横频率ω_T、纵频率ω_L和高频介电常数ε_∞。计算了振子强度。讨论了振子间的相互耦合作用。并认为670cm~(-1)模就是E模的一个基频。     

Ni2+掺杂近化学计量比铌酸锂晶体的生长及光谱特性

以K2O为助熔剂,在较大的固液界面温度梯度条件下,应用坩埚下降法技术生长了初始Ni2 掺杂摩尔分数为0.5%的近化学计量比铌酸锂晶体。测定了晶体的吸收光谱,观测到由Ni2 离子在八面体中3A2g(F)→3T1g(P)、3A2g(F)→3T1g(F)、3A2g(F)→3T2g(F)能级的正常自旋允许跃迁所产生的381 nm,733 nm,1280 nm吸收峰和3A2g(F)→1T2g(D)和3A2g(F)→1E(D)能级的自旋禁戒跃迁产生的430 nm与840 nm吸收峰。从晶体紫外吸收边的位置初步估算其摩尔分数比x(Li )/x(Nb5 )为0.981。根据晶体分裂场理论和吸收光谱,计算了Ni2 在该铌酸锂晶体中的晶格场分裂参量Dq=781 cm-1、Racah参量B=1096 cm-1与C=4353 cm-1。研究了在不同激发波长下晶体在可见光波段的荧光特征,观察到500~630 nm的绿色与800~850 nm的红色荧光发射带,它们归结为1T2g(D)→3A2g(F)与1T2g(D)→3T2g(F)的能级跃迁所致。     

利用Fe：LiNbO3晶体的多波混频实时实现并行图象相减运算

我们在研究Ｆｅ：ＬｉＮｂＯ３晶体的多波混频基础上，把ｍａｃｈ－Ｚｅｈｎｄｅｒ光路和相位共轭反射镜结合起来，建立了一个并行实时图象相减和逻辑“异或”操作系统．这种光学运算系统有着不受Ｍａｃｈ－Ｚｅｈｎｄｅｒ光路各臂长差和光路中介质扰动等影响的优点．这为光学信息处理提供了一条重要的实时途径．     

YAlO3：（Nd^3＋,Lu^3＋）单晶的各向异性吸收光谱

在室温下测量了ＹＡｌＯ３：（Ｎｄ＾３＋，Ｌｕ＾３＋）单昌三个晶轴方向的吸收光谱。其吸收谱带强度明显呈各向异生。将Ｊｕｄｄ－Ｏｆｅｌｔ理论加以修正，并扩展应用于处理各晶轴方向的吸收光谱。