近化学计量比掺铁铌酸锂晶体光折变中心的研究

对不同锂铌比的掺铁铌酸锂晶体的光折变光栅的写入与擦除过程进行了研究,发现单中心模型已经不适用于近化学计量比掺铁铌酸锂晶体的光折变过程.通过对光折变光栅的擦除曲线的拟合发现,近化学计量比掺铁铌酸锂晶体的擦除过程为双指数过程,说明对于近化学计量比掺铁铌酸锂晶体光折变中心为两种.     

利用铌酸锂薄片极化反转实现纳米信息存储

纳米信息存储是一种高密度信息存储。在信息存储点的尺度被降低到纳米量级时,其存储密度与目前通用的磁盘相比可提高两个数量级以上。纳米信息存储所面临的诸多技术问题之一就是高质量、高稳定性存储材料的选择。铌酸锂晶体作为重要的光电子材料,已被应用于光学、光电子学器件中,成为光电器件的重要基底材料。但由于缺乏合适的机制,铌酸锂材料尚未被应用于纳米信息存储中。 南开大学承担的天津市自然基金重点项目“利用铌酸锂薄片极化反转实现纳米信息存储”,探索在铌酸锂薄片中通过自发极化反转实现纳米尺度的信息存储的可能性。本项目的研究综合了铌酸锂晶体离子注入薄片切割技术及近化学比铌酸锂研究两方面的研究成果。通过离子注入薄片切割技术可以制备高质量的厚度仅为10微米,直径1厘米的铌酸锂薄片,薄片的表面十分平整。另一方面,与同成分铌酸锂晶体相比,近化学比铌酸锂晶体的自发极化反转电压可下降2个数量级,可降至200V/mm。由此,在厚度为10微米量级的铌酸锂薄片中,利用几伏的电压即可实现自发极化反转。通过对极化反转技术     

铌酸锂晶体的暗电导研究

通过对不同组分比(Li/Nb)纯铌酸锂(LiNbO3)晶体电压和电流的测量,发现不同组分比晶体的电导率随温度变化而变化的程度不同.提出小极化子对电导率的作用机制,并分析了LiNbO3晶体中双极化子和小极化子对电导率的影响.最后对所测量的电导率进行拟合,得到了不同组分比晶体的激活能.     

质子交换在铌酸锂和同化学剂量比铌酸锂晶体中形成光波导

报道了用质子交换法在铌酸锂晶体和同化学剂量比铌酸锂晶体中形成了光波导,在633和1539nm波长下,用棱镜耦合法测量了波导的暗模特性;端面耦合得到波导的近场光强分布,与普通铌酸锂质子交换形成光波导的近场输出相比,输出光强均匀而且比较亮,说明在同化学剂量比的铌酸锂中形成的光波导质量要好些．对普通铌酸锂晶体质子交换光波导,研究了波导退火特性,经过退火,折射率分布由阶跃型转变成渐变型的,退火的时间越长,折射率分布变化的趋势越缓慢;并给出了不同交换时间下样品的RBS／Channeling谱,与未进行交换的样品相比,质子交换铌酸锂的沟道谱的产额有增高,而且交换时间的越长,产额增高的越多．     

关于掺钠的铌酸锂晶体的生长

通过选择合适的原料配比(L i2O占48.6%,Nb2O5占51.4%,并掺入3%的钠),控制固液界面处的温度梯度,选择合适的晶体生长速度,采用提拉法成功地生长出了具有良好光学均匀性的掺钠L iNbO3晶体,用X射线粉末衍射获得了晶体的晶胞常数,结果表明掺钠后晶体常数a增大c减少,并讨论了掺钠L iNbO3晶体生长存在的主要问题、发展前景及今后的研究方向.     

近化学计量比铌酸锂晶体制备方法的研究进展

近化学计量比铌酸锂晶体(SLN)具有比同成分铌酸锂晶体(CLN)更加优越的性能,本文对SLN晶体的制备方法进行了总结,并对各种方法进行了比较,指出了SLN晶体各制备方法的的主要优点及今后需要改进之处。     

近化学计量比铌酸锂晶体的局域铒掺杂研究

本文通过两种方法制备了X切和Z切的局域铒掺杂近化学计量比铌酸锂晶体：（1）镀有铒金属的同成分铌酸锂晶体直接进行气相输运平衡处理,（2）在气相输运平衡处理后进行铒金属的标准热扩散。对晶相、扩散系数和扩散表面粗糙度的研究表明,初始铒金属膜厚度会限制扩散的效果。这为进一步的波导放大器研究提供了参考。     

近化学计量比和同成分铌酸锂晶体中质子交换扩散系数的比较

利用不同条件下进行的质子交换和退火技术,在Z切近化学计量比和同成分铌酸锂晶体上制作了一系列平面光波导,并计算了相应的交换和退火扩散系数.实验结果表明,近化学计量比晶片中的退火扩散系数始终比同成分晶片中的值小,而两种材料中交换扩散系数的大小关系要根据交换液质量分数和交换温度而定.在交换液质量分数为0%、3%时,交换扩散系数随着温度的增加呈现增加的趋势;在交换温度225℃时,当交换液质量分数逐渐增大时,交换扩散系数迅速减小.通过对比近化学计量比和同成分晶片中交换和退火扩散系数的大小关系,总结出两种扩散机制:交换扩散机制和退火扩散机制.交换扩散机制工作原理是氢离子从外界溶液中不断进入晶体内部,同时锂离子则源源不断地从晶体向溶液中逸出,让出来Li空位逐渐被氢离子占据.退火扩散机制工作原理是没有离子进入或逸出晶体的情况,氢离子只是从晶体表面往内部扩散,与典型的铌酸锂晶体中的钛扩散过程相似,氢离子的运行需要借助Li空位.质子交换过程是这两种扩散机制共同作用下的结果.本文工作为制作高质量的周期性极化铌酸锂波导开辟了一条新的路径.     

双掺铌酸锂晶体的光散射光强阀值效应及其应用

用多波耦合理论分析了铌酸锂晶体中的扇形噪音形成机制,结合单载流子两级系统解释了双掺铌酸锂晶体的光致光散射光强阈值效应,进一步分析了掺杂铌酸锂晶体中信号光和噪音光之间在光放大上的竞争,并理论预言了双掺铌酸锂晶体在进行双光束耦合时存在最佳泵浦光强和最佳光生伏特场。     

基于周期性极化铌酸锂晶体的电光开关

从理论和实验上阐述了基于周期性极化铌酸锂晶体的电光开关.实验中,我们观察到周期为21 μm周期性极化铌酸晶体中的Solc滤波光谱.当调节施加在晶体Y方向的电场大小时,滤波的中心波长处的光强变化可达到39.23 dB,从而实现了一个高消光比的电光开关.     

铌酸锂声电光器件工作模式研究

确定铌酸锂声电光器件的电光工作模式后,通过相切条件和匹配条件对铌酸锂声电光器件中反常声光衍射的几何关系进行了研究,对xOz平面内以离轴角为自变量时入射角、衍射角以及超声波速、声光优值和极值频率等进行了定性分析和定量计算,计算结果对铌酸锂声电光器件的设计具有指导意义.     

铌酸锂的折射率奇异

在10至150℃温度范围内用不同波长的可见光测量了铌酸锂铁电单畴单晶的折射率n_o和N_e,发现在45、75、125℃附近出现异常变化。观察了弛豫效应和热释电效应对测量结果的影响。用椭偏光测出了晶体不同方向表面层的复折射率。实验支持125℃附近的异常与表面状态有关。     

用聚焦离子束气体辅助刻蚀在 LiNbO3上制备亚微米圆孔点阵

使用聚焦粒子束(FIB) 在LiNbO₃上刻蚀用于光子晶体的亚微米圆孔二维点阵, 研究了刻蚀束流、刻蚀时间和填充率等刻蚀参数对刻蚀结果造成的影响。为获得更好的刻蚀效果, 还采用了FIB的气体辅助刻蚀方法(gas-assisted etching , GAE) 。研究发现,与直接刻蚀结果相比,GAE 减小了反沉积效应, 得到了更好的孔形。禁带模拟计算表明, 与常规FIB 刻蚀出的锥形圆孔相比, 使用XeF₂气体辅助刻蚀得到的这种侧壁更陡直的圆孔阵列构成的光子晶体禁带更趋近于理想光子晶体的禁带。     

基于周期极化铌酸锂的可调谐内腔光参量产生的实验研究

实现了基于周期极化铌酸锂的人眼安全波段全固态可调谐高重复频率内腔光学参量产生过程,得到了1．6w的二极管泵浦阚值,最大输出信号光功率为330mW,并在（1．497～1．517）um范围波长可调。     

铌酸锂中声表面波特性分析

声表面波在各种基片或分层介质中的传播特性是不同的。本文以目前应用广泛的铌酸锂晶体为研究对象,探讨了其在特定切型和传播方向的条件下,所表现出来的各种传播特征,从而为研制新器件取得了一手数据,为设计开发做好必要的理论准备工作。     

同成份掺铟铌酸锂晶体中紫外光致吸收的研究

研究了不同掺杂浓度的掺铟铌酸锂晶体的紫外光致吸收和浅能级缺陷对应的热激活能.实验结果表明,只有在掺铟量超过第一阈值的样品中,才出现明显的紫外光致吸收现象.并且紫外光致吸收所对应浅能级缺陷的中心是O-小极化子,其附近的负电中心主要是(InNb)2-.