红外非线性光学晶体LiInSe 2 的生长、退火与缺陷研究

发布时间：2022-04-17 20:44

　　1-3 μm（近红外）、3-5 μm（中红外）、8-12 μm（长波红外）波段光线在大气中有良好的穿透性,因此,对应此三个波段的激光光源在军事和民用领域都有重要应用。利用晶体的非线性频率变换是产生红外激光的一种主要方式,目前,在近红外、中红外波段都有性能优异的代表性晶体,然而在长波红外波段,仍缺乏综合性能优异的实用晶体。LiInSe2由于其透过范围宽（0.45-14 μm）、激光损伤阈值较大（40 MW/cm2@10 ns,1064 nm）、1 μm处双光子吸收小、晶体相对易于生长等特点,在长波红外激光输出领域有重要的应用潜力。因此,本论文在课题组前期工作的基础上,继续开展了一系列研究工作,包括:固化LiInSe2多晶料合成工艺和单晶生长工艺,探索合适的退火条件进一步提高晶体质量,并对LiInSe2晶体内部缺陷开展了系统研究。本论文主要研究内容和结论如下所述:（1）红外非线性晶体研究现状以及LiInSe2晶体研究进展本论文详细介绍了研究背景,包括红外激光在军事和民用方面的应用、红外激光的产生方式、非线性频率变换的原理、红外非线性光学晶体的研究现状;此外,系统介绍了垂直布里奇曼法生长晶体... 

【文章页数】：102 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 红外激光的应用与产生
        1.2.1 红外激光的应用
        1.2.2 红外激光的产生
    1.3 非线性光学基本原理
        1.3.1 二阶非线性光学效应
        1.3.2 位相匹配
        1.3.3 非线性光学晶体的基本要求
    1.4 红外非线性光学晶体的研究现状
        1.4.1 Ⅱ-Ⅳ-Ⅴ_2型磷族化合物晶体
        1.4.2 Ⅰ-Ⅲ-Ⅵ_2型硫族化合物晶体
        1.4.3 新型四元化合物晶体
    1.5 垂直布里奇曼法生长晶体
        1.5.1 垂直布里奇曼法的基本原理
        1.5.2 垂直布里奇曼法的特点
        1.5.3 垂直布里奇曼法关键参数
    1.6 LiInSe_2晶体研究现状
        1.6.1 LiInSe_2晶体生长
        1.6.2 LiInSe_2晶体激光应用
        1.6.3 LiInSe_2晶体中子探测应用
    1.7 本论文研究意义、目的和内容
        1.7.1 本论文的研究意义、目的
        1.7.2 本论文研究内容
    1.8 参考文献
第二章 LiInSe_2多晶料合成和晶体生长
    2.1 引言
    2.2 LiInSe_2多晶料合成设备及原料
    2.3 LiInSe_2多晶料合成工艺固化
        2.3.1 原料配比和升温曲线
        2.3.2 LiInSe_2多晶料粉末XRD表征
    2.4 LiInSe_2晶体生长设备
    2.5 LiInSe_2晶体生长工艺固化
        2.5.1 石墨坩埚和石英管
        2.5.2 晶体生长参数:温场、坩埚下降速度、坩埚旋转速度
        2.5.3 LiInSe_2晶体及质量表征
    2.6 本章小结
    2.7 参考文献
第三章 LiInSe_2晶体退火研究
    3.1 引言
    3.2 LiInSe_2晶体退火原理
    3.3 LiInSe_2晶体退火条件探索
    3.4 LiInSe_2晶体器件退火实验
    3.5 LiInSe_2晶体退火前后质量表征
        3.5.1 结晶性
        3.5.2 激光损伤阈值
        3.5.3 X射线光电子能谱(XPS)
        3.5.4 电阻率
        3.5.5 光电响应
    3.6 本章小结
    3.7 参考文献
第四章 LiInSe_2晶体缺陷研究
    4.1 引言
    4.2 荧光光谱(PL光谱)表征LiInSe_2晶体点缺陷
        4.2.1 PL光谱原理
        4.2.2 室温PL光谱
        4.2.3 低温PL光谱
    4.3 化学腐蚀法表征LiInSe_2晶体位错缺陷
        4.3.1 化学腐蚀法研究晶体位错缺陷背景
        4.3.2 LiInSe_2晶体的化学腐蚀条件与位错
    4.4 本章小结
    4.5 参考文献
第五章 总结与展望
    5.1 主要结论
    5.2 创新点
    5.3 有待开展的工作
致谢
学位论文评阅及答辩情况表


【参考文献】：
期刊论文
[1]ZnGeP2晶体2～2.5μm点缺陷研究[J]. 方声浩,谢华,杨顺达,庄巍,叶宁.  人工晶体学报. 2019(12)
[2]新型可实用化红外非线性光学晶体研究进展[J]. 李春霄,郭扬武,李壮,姚吉勇,吴以成.  人工晶体学报. 2019(10)
[3]红外光谱对毒品定性鉴定的特色优势和应用前景[J]. 白燕平,闵顺耕,刘翠梅.  刑事技术. 2019(01)
[4]定向红外对抗系统中的激光器技术[J]. 孟冬冬,张鸿博,李明山,林蔚然,沈兆国,张杰,樊仲维.  红外与激光工程. 2018(11)
[5]中远红外量子级联激光器研究进展(特邀)[J]. 赵越,张锦川,刘传威,王利军,刘俊岐,刘峰奇.  红外与激光工程. 2018(10)
[6]红外制导技术在空空导弹中的应用分析[J]. 吕洁,罗勇,卿松,叶建斌,周新宇,周雪琴.  兵器装备工程学报. 2017(12)
[7]量子级联激光器:从中红外到太赫兹[J]. 刘峰奇.  光学与光电技术. 2017(05)
[8]激光武器中高能激光器的发展展望[J]. 张立宏.  内蒙古科技与经济. 2016(23)
[9]国外红外制导空空导弹的研究现状及其关键技术[J]. 张肇蓉,高贺,张曦,李韬,康宇航.  飞航导弹. 2016(03)
[10]CdGeAs2晶体的热膨胀行为研究[J]. 甄珍,赵北君,朱世富,何知宇,陈宝军,黄巍,蒲云肖,钟义凯.  无机材料学报. 2016(02)

博士论文
[1]LiInSe2单晶的生长与性能研究[D]. 贾宁.山东大学 2019
[2]红外热成像甲烷气体探测与识别系统关键技术研究[D]. 熊仕富.长春理工大学 2018

硕士论文
[1]InGaN/GaN基纳米柱LED的制备及光学特性研究[D]. 徐兴连.山东大学 2018
[2]GaN基LED及ZnO纳米线阵列的制备和特性研究[D]. 王雪松.山东大学 2016
[3]4H-SiC外延材料缺陷的检测与分析[D]. 盖庆丰.西安电子科技大学 2010



本文编号：3646226