畴腐蚀掺镁铌酸锂光分束器的泰伯效应研究

基于菲涅耳衍射理论分析了畴腐蚀二维周期结构掺镁铌酸锂晶体光分束器的泰伯效应,对光分束器不同占空比D及泰伯分数β条件下的近场光衍射自成像进行了数值模拟研究。设计并制备了不同占空比的畴腐蚀掺镁铌酸锂晶体光分束器,并对其进行了分数泰伯光衍射自成像的实验研究,得到了不同泰伯分数β条件下的近场光衍射强度分布。结果表明,当光分束器占空比D=52%、泰伯分数β=2时,近场衍射自成像效果最佳,实验结果与理论研究结果相符。     

基于周期极化掺镁铌酸锂晶体的六角可调相位阵列光栅

研究了基于周期极化掺镁铌酸锂(PPMg…LN)晶体的二维六角可调相位光栅及其Talbot效应光衍射成像。理论模拟不同相位差及分数Talbot距离条件下的近场光衍射强度分布,计算取样区内衍射强度随相位差和分数Talbot距离的变化,给出相位差恒定及变化情况下取样区强度最大值的位置。在理论研究基础上,设计与制备PPMg…LN六角可调相位阵列光栅,并进行了Talbot衍射成像的实验研究,实验结果与理论研究吻合较好。     

掺镁铌酸锂亚微米结构畴反转的研究

研究了掺镁铌酸锂(MgO：LiNbO₃)的极化特性及其畴壁运动的性质,通过调节多个脉冲外加电场来控制畴壁的运动,在背向反转效应作用下,反转畴发生劈裂,制备出均匀的掺镁铌酸锂亚微米周期畴结构,并分析探讨了掺镁铌酸锂亚微米结构的成因及其反转机理. 关键词： 亚微米畴结构 掺镁铌酸锂 背向反转     

掺镁铌酸锂质子交换光波导光学性能的研究

本文用质子交换反应在5mol％MgO:LiNbO_3晶体中引起了e光折射率的增加,晶体中MgO的存在并不影响LiNbO_3质子交换光波导阶跃型折射率分布的特点。用常规的质子交换法制备的MgO:LiNb·O_3波导存在着损耗大和有效折射率不稳定的缺点,经过退火处理后,这些缺点可明显地得到改善。     

掺镁铌酸锂晶体亚微米畴结构特性研究

基于畴背向反转效应，利用外加短脉冲极化电场，通过对脉冲宽度、脉冲间隔以及脉冲个数的有效控制，在掺5mol％镁的铌酸锂晶体上得到周期为1.7μm的均匀亚微米畴结构，其纵向深度为30—50μm.同时，使用脉冲宽度为100ms的宽脉冲信号得到了畴带宽度仅为0.5μm的非对称微畴结构对亚微米畴结构产生的微观机制和物理过程进行了初步探讨. 关键词： 背向反转效应 掺镁铌酸锂晶体 周期极化     

基于镁掺杂的周期性畴反转铌酸锂的宽调谐光参量振荡器

报道基于6mol%镁掺杂的周期性畴反转掺镁铌酸锂(PPMgLN)的宽调谐光参量振荡器(OPO). PPMgLN采用外加电场法制作，周期为27.8—31.6μm，周期间隔为0.2μm.光参量振荡器的抽运源采用输出为1.064μm的声光调Q的Nd³⁺:YVO₄激光器，其调谐范围为1.42—1.73μm(信号光)和2.76—4.27μm(闲散光)，斜率效率达到47%.在输入功率为10.6W时，输出功率达到4.8W(信号光和闲散光之和). 关键词： 周期性畴极化掺镁铌酸锂 宽调谐光参量振荡器     

掺镁铌酸锂晶体抗光损伤机理的研究

通过测试Mg(5mol%):LiNbO₃、Mg(4m0l%):LiNbO₃和LiNbO₃等晶体的光损伤阈值、红外透射光谱、倍频性能等,研究了Mg²⁺在Mg:LiNbO₃晶体中所处的状态以及高掺镁抗光损伤能力增强的机理。     

掺镁铌酸锂晶体结构的研究

通过LiNbO₃：MgO(6.7 mol/kg)晶体在常温和低温下的喇曼光谱分析,研究了掺Mg²⁺后晶体结构的变化情况．研究结果表明,常温下晶格略有畸变,个别的散射峰有耦合现象存在,随温度降低,耦合逐渐减少,但掺Mg²⁺后晶格基本结构并无变化. 关键词：     

Influence of Mg doping on the dielectric properties of MgO-doped lithium niobate

The dielectric function of MgO-doped lithium niobate (LN:Mg) has been calculated, which depends on the angular frequency and Mg concentration. On the basis of our experimental data and the defect structure models, the substitution of Li ions by Mg ions will strongly influence the dielectric properties of LN:Mg.     

High-power, high-repetition-rate mid-infrared generation with PE-SRO based on a fan-out periodically poled MgO-doped lithium niobate

We present a high-average-power, pulsed mid-infrared pump-enhanced singly-resonant optical parametric oscillator (PE-SRO) using a fan-out periodically poled MgO-doped lithium niobate (MgO:PPLN). The pump laser is a Q-switched Nd:YAG laser with a repetition rate of 10 kHz. When the pump power was 22.0 W, a maximum idler output power of 3.4 W at 3781.4 nm was obtained. The thermal guiding effect caused by signal absorption was observed and the crystal heating power was measured with a new method.     

Efficient generation of terahertz pulses in lithium niobate crystal with integrated matching prism

We present results of experimental studies of Cherenkov-type generation of a terahertz (THz)-pulse during propagation of a femtosecond laser pulse in LiNbO₃ crystal with a Si-prism output coupler. Application of the Si-prism allows reducing essentially the damping of THz radiation because of shortening of the path of THz pulse in the nonlinear crystal. Results of experimental studies agree sufficiently well with theoretical calculations.     

The two photorefractive centres in iron doped nearly stoichiometric lithium niobate crystals

This paper investigates the photorefractive properties of iron doped lithium niobate with different [Li]/[Nb] ratios The experimental results show two photorefractive centres for iron doped near-stoichiometric lithium niobate crystal Besides Fe^2＋ and Fe^3＋ ions, small polarons and bipolarons are considered as another photoactive centre.     

飞秒激光烧蚀LiNbO3晶体的形貌特征与机理研究

采用了不同能量的单脉冲和多脉冲飞秒激光对LiNbO₃晶体进行烧蚀，并刻蚀了表面衍射型光栅.通过扫描电镜和原子力显微镜观察了烧蚀点的形貌特征，首次发现利用单束飞秒激光脉冲对LiNbO₃晶体烧蚀，可以得到超衍射极限的烧蚀点，当聚焦光斑直径约为2μm、能量为170nJ的单脉冲飞秒激光作用时，烧蚀点的直径约为400nm，100nJ，17个脉冲作用时烧蚀点的直径约为800nm.同时可以观察到在能量较低的多脉冲飞秒激光作用下， LiNbO₃晶体呈现出大约200nm周期性分布的波纹状结构.实验结果表明，选择合适参数的飞秒激光脉冲可以对LiNbO₃晶体进行超衍射极限加工，这对于利用飞秒激光制作LiNbO₃基质的微纳光电子器件有十分重要的意义.     

Nano hillock and complex crater formation by low-energy proton implantation with incident angle into lithium niobate single crystal

The formation of nano-size hillocks and simple and complex craters was observed as a result of ion–surface collisions with a lithium niobate single crystal on proton implantation. The low-energy ion implantation process is considered as a controllable and versatile tool for surface and near-surface modifications down to an atomic scale as an alternative to the swift heavy ion irradiation effect. Lithium niobate samples implanted by proton ions with a low energy of 120 keV at various fluences (10¹⁵ and 10¹⁶ protons/cm²) were studied using atomic force microscopy (AFM). The images of surface modification appear as simple and complex crater formation in the case of incident ions at normal to the surface. Varying the angle of incidence to θ=30° with respect to the normal to the surface, hillocks and multi-hillocks were observed. The complex craters with central uplifted, cone-shaped hillocks with a height of up to 4.3 nm are surrounded by low-height (1 nm) rims. The hillock height varies from a few nanometers to 16 nm with the basal diameter from 200 to 340 nm depending on the ion implantation conditions. The complex crater and hillock formation on the lithium niobate sample surface at the collision spot with the impact of incident angle is discussed.     

掺杂对铌酸锂晶体非挥发全息存储性能的影响

通过研究掺镁、掺锌和掺铟同成分铌酸锂晶体的紫外-红光双色全息存储性能,发现双色记录响应时间均比单色记录时明显缩短,最多的可减小3个数量级;双色记录灵敏度大幅度提高,在掺镁5 mol.%的晶体中可达到11 cm/J.在掺杂浓度超过抗光损伤阈值的铌酸锂晶体中,均可实现非挥发全息存储.但是,在掺镁、锌样品中,深、浅能级中心上的光栅反相,而在掺铟样品中则表现为同相.这是由于掺杂离子的种类不同,在铌酸锂晶体中形成的缺陷中心也不同所引起的. 关键词： 掺杂 铌酸锂晶体 非挥发 全息存储     

基于PPMgLn晶体全固态宽带可调光学参量振荡器

基于掺MgO周期极化铌酸锂晶体的光学参量振荡器是一种全固态中红外可调谐相干光源.泵浦源为1064 nm声光调Q Nd:YAG激光器.通过温度调谐实现了中红外可调谐参量光的输出,当晶体的温度从40°C升高到200°C时,获得信号光的输出范围为1.561 μm～1.670μm,空闲光的调谐范围为3.342 μm～2.932 μm.当泵浦源脉宽为70 ns,重复频率为10 kHz,平均功率为.161 W,获得波长为1631μm.当泵浦源脉宽为70 ns,重复频率为10 kHz,平均功率为1.61 W,获得波长为1631 nm信号光的输出功率为21 1 mW.     

激光热效应对PPLN晶体倍频效率的影响

从准相位失配关系出发,研究了PPLN晶体倍频效率与温度的关系,针对温度对折射率与极化周期的影响,分析了激光热效应对准相位匹配系统谐波转换过程的影响。采用有限元分析法计算了PPLN材料内部温度分布状况,并对热效应影响下晶体内部倍频效率变化情况进行了计算。计算结果表明：在不同基频光功率密度下,在倍频过程中晶体温度及通光方向截面折射率的分布不同,在倍频晶体出射面倍频效率的分布也不同;随基频光功率密度增大,晶体整体温度与折射率增大,出射端面倍频效率分布随基频光功率密度变化而变化;与理想条件倍频系统相比,激光热效应对晶体倍频效率有一定的影响。     

LiNbO3:Fe晶体二波耦合弱光放大的物理机理

对LiNbO₃: Fe晶体中二波耦合过程进行了动态观测.进一步探讨了LiNbO ₃:Fe晶 体中弱光放大的物理机理.发现LiNbO₃ : Fe晶体中二波耦合过程的弱光放大 对c轴指 向有明显的依赖关系，虽然光生伏打效应对光生载流子的迁移有主要贡献，但扩散机理的贡 献仍不可忽略.弱光最终得到放大是瞬态能量转移与扩散机理引起的能量转移的共同贡献.弱 光放大达到准稳态之后的下降过程为瞬态能量转移的时间指数衰减过程与光散射引起的能量 耗散的共同贡献. 关键词： 光折变效应 光放大 掺杂铌酸锂