铌酸锂晶体及其应用概述

铌酸锂晶体历史悠久,物理效应最为齐全,被用于制备声学滤波器、谐振器、延迟线、电光调制器、电光调Q开关、相位调制器等器件,在电子技术、光通信技术、激光技术等领域得到了广泛应用,并且在第五代无线通信技术、微纳光子学、集成光子学及量子光学等近期快速发展的领域中展示了重要的应用前景.本文简要综述了铌酸锂晶体的基本性质、晶体制备以及应用情况,对铌酸锂晶体未来的应用发展进行了简要分析.     

掺铒铌酸锂晶体的光谱数据与斯塔克能级

本文首次报导了掺铒铌酸锂晶体的光学性质和光谱数据，包括吸收光谱、发射光谱、荧光寿命及有效截面等。分析了跃迁的能级归属和晶格场作用下的Ｓｔａｒｋ劈裂，评价了利用此种材料实现１．５μｍ和５５０ｎｍ输出的激光运转系统，并估算了阈值泵浦功率。     

铌酸锂晶体的研磨损伤层研究

研究了铌酸锂晶体在研磨过程中产生的表面损伤层.首先通过激光共聚焦显微镜观察了研磨后晶体的表面形貌,通过原子力显微镜测试了研磨后晶体表面的粗糙度,分别通过角度抛光法及直接抛光层层去除的方法测量了损伤层的深度.分析了损伤层的组成及影响因素,对优化研磨工艺参数、提高研磨效率具有指导意义.     

铁电铌酸钾锂晶体的生长

用电阻加热引上法生长了不开裂、全透明的具有倍频性能的铌酸钾锂(KLN)晶体.研究了影响晶体开裂的主要因素和晶体生长的稳定性.发现用引上法生长KLN晶体时,要得到全透明、不开裂的KLN晶体,熔体中Li2O的含量应该低于26.5mol;,拉速应低于0.5mm/h,以及生长过程中应该选择凸的固液界面以保证晶体生长的稳定性.在Li2O含量较高的熔体中生长KLN晶体时,[100]取向的籽晶比[001]取向的籽晶更有利于晶体生长.用由Li2O含量为26mol;的熔体中沿[100]取向生长的KLN晶体对Ti:Al2O3激光器输出的820nm的激光倍频,获得410nm的蓝光输出.     

铌酸锂晶体中的分形几何观察

研究了铌酸锂晶体沿c轴的真实生长界面及腐蚀坑模式,在两种情况中均观察到了明显的塞尔宾斯基(Sierpinski)三角垫分形几何特征,两种情况的分形维度通过计算得出均为ln3/ln2≈1.58.     

钇掺杂铌酸锶陶瓷的微观结构与电性能研究

采用固相法制备了Nb2Sr2-xYxO7陶瓷.研究了掺Y对陶瓷的晶体结构、表面形貌、铁电、介电和压电性能的影响.研究结果表明:钇掺杂Sr2 Nb2 O7陶瓷,Y3+取代了A位Sr2+,形成Nb2 Sr2-xYxO7固溶体,并提高了铌酸锶陶瓷铁电、介电和压电性能.在x=0.05时,Nb2 Sr2-xYxO7陶瓷的铁电性能达到最大(剩余极化强度Pr=0.254μC/cm2);在x=0.1时,Nb2Sr2-xYxO7陶瓷的介电性能达到最大(相对介电常数εr=90,介电损耗tarδ≤0.01).     

铌酸锂与钽酸锂晶体压电性能随空间变化的研究

本文利用坐标变换的方法,探讨了LiNbO3与LiTaO3晶体压电系数d33,d31和机电耦合系数k33,k31随空间方向变化的规律,分别得到这2种晶体的d33,d31,k33和k31的最大值及其方向.对于LiNbO3而言,maxd33＝39.6pC/N,maxk33＝0.60,在镜面yoz内分别右偏z轴61.0°和57.0°,数值分别是原来约6.4倍和3.7倍.对于LiTaO3而言,maxd33＝14.6pC/N,maxk33＝0.35,在镜面yoz内分别右偏z轴56.5°和54.0°,数值分别是原来的1.8倍和2.1倍.     

掺钼铌酸锂晶体的光折变性能研究

生长了掺入不同浓度六价钼元素的铌酸锂晶体(LN∶Mo),并研究了它们在351 nm、488 nm、532 nm和671 nm处的光折变性能.实验结果表明0.5mol;为最佳掺杂量,此时LN∶Mo在各波段具有最快的响应速度和较好的饱和衍射效率.增加极化电流可以提高光折变性能,尤其当极化电流为145 mA时,掺杂量为0.5mol;的LN∶Mo晶体紫外光折变响应时间缩短至0.35 s.这些优异的全息存储性能归因于Mo6+占据了正常的Nb位.LN∶Mo晶体是实现全色全息存储的潜力材料.