稀土掺杂铌酸锂晶体的合成、生长与性能研究

发布时间：2017-07-07 11:22

  本文关键词：稀土掺杂铌酸锂晶体的合成、生长与性能研究

  更多相关文章： 近化学计量比 Ho~(3+)和Tm~(3+)离子掺杂 LiNbO_3 发光光谱

【摘要】：铌酸锂(LiNbO3, LN)作为一种重要的多功能光电材料,由于其具有优良的压电、电光、声光、热电、光折变和激光活性等一系列特殊性质,被广泛应用于红外探测器、集成光学元器件、光参数振荡器、调Q开关等实际应用中。尤其是最近几年,固体激光器被广泛应用于医学、激光测距以及环境监测方面,纯的铌酸锂是一种良好的激光掺杂基质材料,但由于在生长过程中,锂元素通过挥发而丢失,导致生长出来的铌酸锂晶体处于缺锂状态,从而导致LN晶体中存在大量的空位。从而对其性能有了很大的影响,所以生长近化学计量比的LiNbO3晶体非常有必要。本文采用富锂环境下利用提拉法生长高质量稀土钬和铥掺杂近化学计量比的铌酸锂单晶。可见光透射率达75%左右,对近化学计量比LiNbO3不同方向的力学性能进行对比,在0.1kg载荷下,维氏硬度机压头在(006)面LiNbO3样品更深的压痕和更长的裂纹,经测量和计算可知,(300)晶面样品的维氏硬度值为629.6 kg mm-2明显高于(006)面的473.4 kg mm-2,同时测量出(300)面和(006)面的断裂韧性、脆性指数和弹性模量,均表明(300)面LiNbO3的机械性能比(006)更好,在应力仪下观察两者的应力分布发现(300)应力分布比(006)面更少更均匀。对掺H03+近化学计量比LiNbO3晶体在655nm光激发下,测试了其上转换发光光谱。分析了其上转换发光峰位和强度与Ho3+的掺杂浓度的关系,并对Ho3+的上转换机制进行分析。同时也对Tm3+:LiNbO3晶体做了光谱测试,用808nm光激发其上转换发光,解释其上转换机理,并分析了掺杂浓度和强度的影响,同时对Ho3+和Tm3+掺杂的近化学计量比LiNbO3晶体粉体的色度进行分析,发现它们各自在655nm和808nm激发下能够发出稳定而又明亮的绿光和红光。
【关键词】：近化学计量比 Ho~(3+)和Tm~(3+)离子掺杂 LiNbO_3 发光光谱
【学位授予单位】：上海应用技术学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ131.11;O78
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 综述10-17
• 1.1 引言10
• 1.2 上转换技术的发展10-12
• 1.3 铌酸锂晶体概述12-16
• 1.4 本论文选题依据和研究内容16-17
• 1.4.1 选题依据16
• 1.4.2 研究内容16-17
• 第2章 稀土掺杂的铌酸锂晶体的生长及加工17-29
• 2.1 引言17
• 2.2 多晶料的合成17-18
• 2.3 原料的烧结18-20
• 2.4 提拉法生长晶体20-21
• 2.5 铌酸锂晶体生长工艺的确定21-23
• 2.5.1 温度场的确定21-22
• 2.5.2 晶体转速的选择22-23
• 2.5.3 晶体的提拉速度23
• 2.6 单晶生长过程23-25
• 2.7 晶体的极化处理25-26
• 2.8 晶体加工26-28
• 2.9 小结28-29
• 第3章 铌酸锂不同方向力学性能研究29-36
• 3.1 引言29
• 3.2 维氏硬度29-31
• 3.3 断裂韧性31-32
• 3.4 弹性模量32-34
• 3.5 应力分布34
• 3.6 小结34-36
• 第4章 稀土掺杂铌酸锂发光性能的研究36-46
• 4.1 Ho~(3+)掺杂铌酸锂发光性能的研究36-41
• 4.1.1 Ho~(3+)掺杂铌酸锂的吸收光谱36-37
• 4.1.2 Ho~(3+)掺杂铌酸锂上转换光谱分析37-39
• 4.1.3 Ho~(3+)掺杂铌酸锂发光色度分析39-41
• 4.2 Tm~(3+)掺杂铌酸锂发光性能的研究41-45
• 4.2.1 Tm~(3+)掺杂铌酸锂吸收光谱41-42
• 4.2.2 Tm~(3+)掺杂铌酸锂上转换荧光发射42-45
• 4.3 小结45-46
• 第5章 结论46-48
• 参考文献48-53
• 致谢53-54
• 攻读学位期间所开展的项目和发表的学术论文54

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本文编号：530017