LiNbO3晶体在75℃附近赝考塞耳线衍射异常

用X射线发散束背反射赝考塞耳线衍射方法发现纯LiNbO₃和扩Ti的LiNbO₃晶体在75℃附近的衍射花样有明显的异常。(11010),(01110),(0118),(1108),(03312),(33012)等衍射面的考塞耳花样出现成对的大范围非断裂的畸变。畸变接近二次对称,对称面为x面。破坏了沿z轴方向的三次对称性。同时发现高角度的衍射面畸变α较小,或不畸变。布喇格角较小的衍射面畸变较甚。 关键词：     

晶体电光和非线性光学效应的离子基团理论(Ⅲ) 利用畸变氧八面体的离子基团模型计算LiNbO_3,LiTaO_3,KNbO_3,BNN晶体的电光和倍频系数

本文用文献[1]中所提出的(MO_6)离子基团模型,计算LiNbO_3,LiTaO_3,KNbO_3,BNN等晶体的电光和倍频系数。假设在O_h对称时,这些晶体中的氧八面体具有相同的能级和对称波函数,则通过群表示理论就可得到在C_(3ν),(C_2υ)对称性时氧八面体的能级和对称波函数,并进而用ABDP理论计算它们的电光和倍频系数。计算结果和实验符合得相当好。本文并从理论上解释了这些晶体的倍频系数大小、符号和氧八面体畸变间的关系,由此可以得到以下两个结论:(1)畸变氧八面体的离子基团模型不但适用于钙钛矿型材料,同时也适用于钨青铜型、LiNbO_3型材料。(2)在钨青铜型、LiNbO_3型的材料中,仍是“离子键”对电光和倍频效应作出主要贡献,同时由于LiTaO_3的共价键成份比LiNbO_3大,因而LiTaO_3的非线性光学效应比LiNbO_3小。     

晶体几何系列之三 准晶是高维晶体投影的证明

晶体中原子的排列具有平移对称性,平移对称性限制了晶体只有n=1,2,3,4,6次转动对称。发现有8-次,10-次,12-次转动对称的准晶。准晶结构是高维晶体结构的投影。晶体和准晶的定义统一于点状衍射花样。     

计算机模拟任意形状衍射屏的衍射

把菲涅耳衍射积分化为含快速傅里叶变换的积分,对任意形状衍射屏的衍射进行模拟,其特点是直接用含快速傅里叶变换的积分求解出不同传播距离观察屏上的光场分布,得出菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射的衍射花样.通过计算机对常见的缝孔的衍射的模拟,有助于理解衍射光在传播方向上近场衍射和远场衍射的不同和衍射花样的分布特征.     

基于畸变透镜孔衍射的激光束型转变

为了研究用畸变透镜孔产生的不同束型的精细激光束,先由基尔霍夫衍射公式得到高斯光束微圆孔衍射积分式,然后再经适当推理得到高斯光束通过畸变透镜孔的菲涅耳衍射的计算式,进而探讨了畸变透镜孔菲涅耳衍射对高斯光束进行束型转变的原理。用Matlab软件进行计算机模拟实验,表明了这种方法和技术是可行的。这种激光束整形技术可产生用于微细加工的不同束型的精细激光束。     

名词浅释

知识与进展晶体对称轴和对称面 晶体是由按一定对称性排列成点阵的原子所组成.如果一个晶体结构对某个轴(或面)而言,按一定对称操作(如旋转或反射),便能使该晶体结构自身完全重合,则此轴为晶体的对称轴,相应的面为对称面.低密勒指数面、低标次轴 给出在一个晶面上的三个不共线的原子的坐标,就决定了该晶面的位置和取向,通常用密勒指数指明面的取向,因而把晶面记为(h,k,l),密勒指数低的面,也就是h,k,l值小的面,如立方晶体表面为(100),(010),(001),(100),(010)和(001),属于低密勒指数面。 晶体旋转对称轴可以分为一重、二重、三重、四重和六重…     

SrNb_2O_6-NaNbO_3-LiNbO_3赝三元系相图的研究

本文用X射线衍射、热处理及差热分析等方法测定了SrNb_2O_6-NaNbO_3-LiNbO_3赝三元系的室温截面及相应的SrNb_2O_6-NaNbO_3,SrNb_2O_6-LiNbO_3和NaNbO_3-LiNbO_3等三个赝二元系相图;粗略地研究了Sr_(0.42)Na_(0.16)NbO_3-LiNbO_3系的纵截面;含5mol％LiNbO_3及10mol％LiNbO_3的SrNb_2O_6-NaNbO_3的纵截面。确定了室温Sr_2Na(NbO_3)_5(以下略为S_2N)相为四方钨青铜结构。其点阵常数为a=12.36,c=3.906.LiNbO_3在S_2N相内的溶解度可达～10mol％,当LiNbO_3含量超过5mol％时,S_2N相畸变为S_2N相。S_2N相为正交晶系。实验确定室温S_2N(S_2N)相系亚稳相。在900-1100℃长时间退火即分解为SrNb_2O_6和以NaNbO_3为基的固溶体的混合物。     

高功率激光通过有中心遮拦透镜的聚焦

用广义惠更斯－菲涅耳衍射积分对有振幅调制和位相畸变的高功率激光束通过有中心遮拦透镜的聚焦特性作了详细研究，并对焦面处光束的可聚焦性进行了讨论。数值计算结果表明，功率集中度与光阑的遮拦比，光束截断参数以及振幅调制和位要畸变参数等有关。     

五次对称与准晶态

1984年11月美国国家标准局(NBS)的一个研究小组,报道了他们在急冷Al-Mn合金中发现一种所谓“二十面体(icosahedron)相”,它的特点是,除了给出六次及二次对称的电子衍射图外,还有五次对称的电子衍射图.图中斑点明锐,而且旋转轴之间的关系符合二十面体的m　点对称群.图1是金属研究所张泽在急冷Ti-Ni-V合金中得到的类似电子衍射图,图中十个衍射斑点为一组,坐落在同心圆上.示意图是一个二十面体,具有　　　点群对称.经典晶体学中,无论是布喇菲14种点阵还是费德洛夫 2 30种空间群,均不允许有五次对称,因为五次对称会破坏空间点阵的平移对称性…     

三个新的稳定硅表面及其家族领地

为了对稳定硅表面进行广泛的搜索,利用低能电子衍射(LEED)研究了13个散布在极射投影三角内各处的高指数硅表面:Si(10　4　13),(6　2　7),(8　4　11),(4　1　10),(2　1　5),(5　1　10),(5　2　10),(5　1　5),(5　1　6),(4　0　5),(12　4　19),(12　3　14)和(12　3　16).结果发现这些清洁的硅表面都不稳定,因为在被充分退火后,它们会彻底小面化成为分属一个或几个稳定表面的小面.提出了一套行之有效的方法,使小面化表面的复杂LEED图得以可靠地标定,进而确定了全部出现的稳定表面的指数.除已知的Si(15　3　23)外,还发现三个新的稳定表面,即Si(20　4　23),(3　1　4)和(3　1　7).同时也粗略地确定了它们的家族领地为了对稳定硅表面进行广泛的搜索,利用低能电子衍射(LEED)研究了13个散布在极射投影三角内各处的高指数硅表面:Si(10　4　13),(6　2　7),(8　4　11),(4　1　10),(2　1　5),(5　1　10),(5　2　10),(5　1　5),(5　1　6),(4　0　5),(12　4　19),(12　3　14)和(12　3　16).结果发现这些清洁的硅表面都不稳定,因为在被充分退火后,它们会彻底小面化成为分属一个或几个稳定表面的小面.提出了一套行之有效的方法,使小面化表面的复杂LEED图得以可靠地标定,进而确定了全部出现的稳定表面的指数.除已知的Si(15　3　23)外,还发现三个新的稳定表面,即Si(20　4　23),(3　1　4)和(3　1　7).同时也粗略地确定了它们的家族领地 关键词： 高指数表面 硅 铟 小面化     

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.     

赝相位共轭列阵的衍射特性

本文利用衍射理论,计算了有大圤对称畸变介质下,赝相位共轭列阵的特性——单元的光学变换矩阵、分辨率和补偿各类畸变的机制.     

由1.06μm激光引起铌酸锂光折变实验

本文报道由1.06μm YAG:Nd~(3+)激光引起的LiNbO_3光折变效应.测量了LiNbO_3双折射率变化的空间分布,并用Twyman-Green干涉仪进一步证实折射率变化的空间分布是不对称的.此外,还测量了光折变与退火温度和时间相关的曲线.证实了Δn_0～(3～4)Δn_0     

菲涅耳衍射与夫琅和费衍射的连续转化

介绍三种较好的观察两种衍射相互转化的光路，描述两种衍射连续转化的现象．根据计算绘出了单缝的两种衍射的光强分布图，实验记录了单缝的两种衍射的光强分布图，实验结果说明了两种衍射的转化是连续的．在夫琅和费衍射向菲涅耳衍射转化时衍射花样的变化是一个由中心向两边逐渐扩散的过程．     

基于衍射模型的Z扫描理论

以菲涅耳－基尔霍夫衍射理论为基础，建立了非线性光学介质对高斯光束的衍射模型，从一种新的角度解释了Z扫描现象，这种理论不仅在小非线性相移的情况下与传播Z扫描理论的结果完全一致，而且还适用于大非线性相移的情况。数值计算表明，随着非线性相移的增大，原来近似对称的Z扫描曲线发生畸变，谷的透过率被饱和抑制而峰的透过率被增强。通过开孔的光功率随着入射激光功率的增加会出现振荡衰减现象。     

基于二维光栅分光的同步移相干涉测量技术

为了干涉测量的抗振目的,提出了一种新的同步移相干涉测量方案并搭建了实验装置。整个测量系统在迈克耳孙偏振移相干涉仪的基础上,利用一个正交的二维光栅产生对称分光,选取对于理想光栅衍射效率一致的(±1,±1)级衍射光作为测量分光路,使之分别通过偏振方向依次相差45°的一个偏振片组,从而分别形成0°、90°、180°和270°相移的四幅移相干涉图,按照传统的四步移相算法,对被测波面进行了复原。分析了光强畸变和移相误差对系统的测量误差的影响。利用该系统测量一球面系统,结果与在ZYGO干涉仪上相比较,球面系统的均方根误差相差0.012λ,峰谷值相差0.051λ。     

声光波导衍射

本文报导在Ti扩散LiNbO_3波导中,由光学导波和声表面波实现的声光衍射实验。实验中,我们测量了两种TE(TE_0,TE_1)模的主要衍射级光强相对声功率的分布,同时给出实用的计算声功率公式:Pa=(4△n~2/n~6P_(3J)~2K)/LP_R。并在声光品质因数Q=2.5条件下,近似选取了Raman-Nath衍射0级光束相消的位相条件,进行了参数处理。计算了声功率、位移和应变。利用光学导波和声表面波衍射作用的集成光学声光器件,可用于光调制,偏转和开关。过去,这方面有代表性的研究工作是Kuhn等人在玻璃膜波导上的声光工作和Schmidt等人在LiNbO_3(LN)扩散波导上的声光工作。     

大孔径会聚光束的圆孔和圆屏衍射及其反演变换

实验中发现,经常使用的大孔径会聚光束的圆孔和圆屏衍射图样不同于一般的菲涅耳圆孔和圆屏衍射图样.通过对这种光束进行的实验性研究发现,这是一种由球差引起的畸变了的会聚球面波光束.解释了衍射图样的形成,证明了这种光束的衍射图样中存在反演变换关系.利用这种光束可以对微小的衍射物体进行反演放大.     

非线性调制影响束匀滑相位板离焦性能的研究

结合非线性强度和相位调制作用,研究束匀滑相位板整形焦光斑在焦面附近传输变换的特性。采用衍射光学理论方法来计算三维空间离焦面上的光场分布,引入光斑落点漂移和光强对称度两个指标参量来表征光斑在传输演化过程中的性能。研究分析了高通量激光辐照下非线性效应对连续相位板整形焦斑的影响,尤其是楔形透镜厚端和薄端的较大差异引起的小尺度自聚焦强度调制差异,该差异使得光斑传输至焦点后的一段距离后开始渐渐偏离光轴,同时其整体强度分布也出现不对称度偏置。结果表明,非线性强度畸变的影响远大于相位畸变的影响,在给定激光装置光路中5GW/cm2功率密度的入射条件下,焦点后4mm处光斑落点漂移超过0.1mm,光强左右不对称度偏置达到30%。     

我国第一台微微秒自动调谐参量激光器

由中国科学院上海光学精密机械研究所研制成功用锁模Nd:YAG激光单脉冲的二次谐波(0.532μm)泵浦的微微秒自动调谐参量激光器,已于1990年4月2日由中国科学院组织的专家鉴定通过.该系统采用Mg:LiNbO_3作为产生参量效应的非线性晶体,它既具有LiNbO_3 晶体的较大非线性系数、不潮解、价格低廉等优点,又克服了室温下LiNbO_3晶体于相位匹配时,在兼并点附近出现一段空缺和功率