Study on the ferroelectric phase transition in potassium lithium niobate (KLN)

The ferroelectric phase of potassium lithium niobate K₃Li_2–xNb_5+xO_15+2x (KLN) in the range of 0.15 < x < 0.5 is a very promising material for the second harmonic generation (SHG) in the blue visible region (∼410 nm). The ferroelectric phase transition was shown to occur between 400 and 500°C depending on the composition of the KLN phase. In this study several analysis techniques were used to investigate the phase transition on ferroelectric (x = 0.3) KLN samples. The temperature‐dependent measurements of the relative dielectric constant ε₃₃ provided a phase transition temperature of about 470°C. In our DTA experiments, a small but reproducible thermal effect at the phase transition in KLN was indicated. The temperature‐dependent birefringence measurement technique, applied the first time on KLN, shows a second order behaviour at a temperature of 467 °C. However, this phase transition is accompanied by a small thermal effect. The DSC analysis for the other KLN composition (x = 0.5) provided a phase transition temperature of 514 °C. The appearance of a phase transition in the paraelectric KLN phase (Nb content higher than 55 mol%) was also studied. (© 2006 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

近化学计量比Tb:Fe:LiNbO3晶体的光谱特性及组分测定

按化学计量比,用提拉法成功生长了不同掺量的Tb:Fe:LiNbO3晶体,分别测量了掺杂LiNbO3晶体在紫外(313nm)曝光前后的吸收光谱,曝光后吸收谱线整体上移,找到了吸收谱线上移最大的掺量比.并用差热分析仪DTA测量了居里温度Tc, 从而计算出Li/Nb的比例.分析表明,Tb:Fe:LiNbO3晶体的存储性能与掺量、定比有密切的联系,是一种优良的大容量体全息记录材料.     

非化学计量比铌酸钾锂晶体的光谱特征

用顶部籽晶法生长了一批不同组成的铌酸钾锂晶体。利用近红外cw: Ti-sapphire激光研究了三种组成的经过精细抛光的晶体样品的二次谐波性质,结果表明晶体的二次谐波效应与晶体组成密切相关,Li含量越高的样品倍频效率越高。利用红外Raman光谱技术调查了晶体非线性晶格振动特征,分析了晶体中组分离子浓度对晶体红外Raman光谱特征的影响,探讨了组分离子对晶体二次谐波性质影响的原因。结果表明,晶体中位于C格位的Li离子浓度对晶体Raman光谱产生了强烈的影响,低Li含量晶体中[NbO₆]7-八面体所对应的3个Raman特征光谱线没有峰发生分裂;当晶体中Li离子浓度增加时,ν₅所对应的Raman峰有所加宽,ν₂振动模式出现分裂峰,并在100～400 cm-1范围出现小峰数量增多;当Li离子浓度接近铁电相边界时,[NbO₆]7-八面体结构接近解体,ν₅所对应的Raman峰分裂成3个峰,ν₁和ν₂振动模式发生部分分裂,在100～400 cm-1范围小峰更为突出。这些影响的本质在于晶体中Li含量的提高导致晶体中[NbO₆]7-八面体畸变程度加大,与晶体非线性光学性质相一致。     

适用于宽温度范围高稳定的Q开关LiNbO3晶体

分析了俄罗斯的Q开关LiNbO3晶体的成分,这种开关用在Nd∶YAG激光测距仪上,能够在温度-50～50℃范围内稳定工作.通过测量紫外吸收边的位置、红外振动光谱、晶格常数和居里温度的方法,测出晶体中的锂铌比([Li]/[Nb])为49.02/50.98.分析认为晶体中的锂铌比是影响LiNbO3晶体Q开关温度稳定性的主要因素.     

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.     

等径控制系统的改进及在光学级铌酸锂生长中的应用

分析了提拉法晶体生长过程中影响滞后变化的因素,采用传统PID调节器和计算机辅助控制相结合的办法,解决了铌酸锂晶体生长过程中的精确等径控制问题,并在大直径铌酸锂晶体生长应用中取得了满意的效果.生长的76mm直径的铌酸锂晶体,生长条纹问题得到很大改善,光学均匀性提高了一个量级以上.     

光栅摄谱仪的改进及其在周期性极化的铌酸锂晶体倍频研究中的应用

由于电荷耦合器件(CCD)具有光谱响应范围宽、检出限低、动态范围宽、暗电流和读出噪声低以及具有积分信号、多道同时检测和实时检测等能力的优点,在光谱测量和光谱成象领域获得了广泛的应用。将传统的1m光栅摄谱仪和科学CCD相结合,使其具有实时快速测量激光光谱的能力。将其应用于宽带双包层光纤激光在周期性极化的LiNbO₃晶体(PPLN)中倍频特性的研究,观察到了倍频激光光谱随PPLN控制温度的动态变化过程,并对此进行了详细分析。     

铌酸锂马赫-曾德尔调制器偏置工作点的一种锁定方法

本文提出了一种锁定铌酸锂马赫-曾德尔调制器(MZM)偏置工作点的方法 ,通过引入一个特殊的测试电压和校准马赫-曾德尔调制器的最大输出光强,反馈信号受输入光功率的波动和探测器的暗噪声影响很小,偏置锁定精度可以达到±0.05°(标准偏差)。这种方法可以锁定铌酸锂马赫-曾德尔调制器传递函数上的任意工作点,且不需要加入额外的扰动信号,可以应用于连续变量量子密钥分发等领域。     

基于严格耦合波理论的周期性极化铌酸锂晶体的电光衍射性质分析

采用严格耦合波理论,数值计算了不同参量下周期性极化铌酸锂晶体的电光衍射性质.研究表明:周期性极化铌酸锂晶体的周期性畴反转结构在电场的作用下相当于折射率衍射光栅,衍射性质和晶体的几何结构、周期、施加电场和入射角密切相关.以布喇格角度入射并满足布喇格衍射条件时,0级衍射光能量随施加电场的增大周期性地转化到-1级的衍射光中,最大转化效率达100%,增大周期性极化铌酸锂晶体的长度可以有效地降低转换电压值;以布喇格角度入射但光传输不满足布喇格衍射条件时,0级衍射光和-1级衍射光不能进行100%的能量转换,同时调制的周期性受到破坏.以布喇格角的倍数角入射时,0级光能量可以转化到相应的其他较高衍射级次,其中奇倍数衍射级的最大转换效率可达100%.研究结果为基于PPLN的集成电光器件设计提供有价值的参考.     

Nanocrystals formation on Ho doped strontium barium niobate glass

The study of two different methods to obtain strontium barium niobate nanocrystals immersed in a glass matrix has been carried out. Ho₂O₃-doped SrO-BaO-Nb₂O₅-B₂O₃ glasses were fabricated using the melt quenching method. Glass ceramic samples were obtained from the precursor glass by thermal treatment in a furnace and by laser irradiation. These glass ceramic samples are formed by a glassy phase and a crystalline phase of strontium barium niobate nanocrystals. This structure was confirmed by X-ray diffraction and Atomic Force Microscope images. The incorporation of Ho³⁺ ions in the strontium barium niobate nanocrystals were corroborated by optical measurements, which produced an increment in the luminescence intensity compared to the precursor glass.