镁镱钬三掺铌酸锂晶体的制备和光学性能的研究

发布时间：2017-07-27 12:13

  本文关键词：镁镱钬三掺铌酸锂晶体的制备和光学性能的研究

  更多相关文章： 镁镱钬铌酸锂晶体 缺陷结构 光学均匀性 抗光损伤性能

【摘要】：本论文采用提拉法生长了四种相同Yb~(3+)(1mol%)离子、Ho~(3+)(1mol%)离子掺杂浓度和不同Mg~(2+)离子(1,3,5和7mol%)掺杂浓度的Mg:Yb:Ho:LiNbO_3晶体,并研究了不同的Mg~(2+)离子掺杂浓度对Mg:Yb:Ho:LiNbO_3晶体的本征缺陷、掺杂离子在晶体中的占位以及对晶体的抗光损伤性能的影响。通过电感耦合等离子体质谱法(ICP-AES)获得Mg:Yb:Ho:LiNbO_3晶体的成分含量,结果表明Mg~(2+)离子的掺杂浓度影响了Yb~(3+)和Ho~(3+)离子在晶体中的占位。通过红外透射光谱分析了Mg:Yb:Ho:LiNbO_3晶体的缺陷结构并且确定了Mg~(2+)离子的占位情况。根据实验结果得出如下结论:当Mg~(2+)离子的掺杂浓度未达到其在Mg:Yb:Ho:LiNbO_3晶体中的阈值浓度(4.6mol%)时,Mg~(2+)离子取代反位铌形成+LiMg;当Mg:Yb:Ho:LiNbO_3晶体中掺杂Mg~(2+)离子的浓度达到阈值浓度以上(含阈值),那么反位铌将完全被Mg~(2+)离子所取代,Mg~(2+)开始占据正常晶格中的Li位和Nb位形成3-+Nb LiMg-3Mg,从而达到电荷平衡。XRD测试结果表明,Mg~(2+)离子在低浓度掺杂时,它以取代反位铌的形式进入晶体,超过阈值浓度后,Mg~(2+)进入正常晶格中的Li位和Nb位,并影响Yb~(3+)和Ho~(3+)离子的占位。采用双折射梯度法测试了Mg:Yb:Ho:LiNbO_3晶体的光学均匀性,结果表明:Mg~(2+)离子的掺杂浓度越高,晶体的光学均匀性越好。通过光斑畸变法和光致光散射曝光能量流阈值法对Mg:Yb:Ho:LiNbO_3晶体的抗光损伤性能进行测试,得到的结论是:Mg~(2+)离子的掺杂浓度越高,Mg:Yb:Ho:LiNbO_3晶体的抗光损伤能力越强。通过研究发现,Mg(7mol%):Yb(1mol%):Ho(1mol%):LiNbO_3晶体是本系列晶体中光学均匀性最好的,也是抗光损伤能力最强的。
【关键词】：镁镱钬铌酸锂晶体 缺陷结构 光学均匀性 抗光损伤性能
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O734
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义10-11
• 1.2 铌酸锂晶体的简介11-14
• 1.2.1 铌酸锂晶体的结构11-12
• 1.2.2 晶体内部的本征缺陷模型12-13
• 1.2.3 铌酸锂晶体的非本征缺陷13-14
• 1.3 铌酸锂晶体的研究进展14-15
• 1.4 本论文的主要研究内容15-16
• 第2章 掺杂晶体的制备以及实验方法16-25
• 2.1 掺杂对铌酸锂晶体性能的影响16-17
• 2.2 掺杂离子的选择17-18
• 2.3 晶体的制备18-22
• 2.3.1 原料的配比18
• 2.3.2 晶体生长前的准备工作18-19
• 2.3.3 晶体生长的设备19-20
• 2.3.4 生长过程20-21
• 2.3.5 晶体的极化21-22
• 2.4 晶片加工22-23
• 2.5 晶体的性能测试23-24
• 2.6 本章小结24-25
• 第3章 镁镱钬三掺铌酸锂晶体的缺陷结构25-32
• 3.1 晶体组分的测定25-26
• 3.2 掺杂离子的占位分析26-27
• 3.3 晶体红外光谱的分析27-29
• 3.3.1 红外透射光谱的测试结果27-28
• 3.3.2 OH-吸收峰的移动机理28-29
• 3.4 X射线衍射分析29-31
• 3.5 本章小结31-32
• 第4章 镁镱钬三掺铌酸锂晶体的光学性能32-41
• 4.1 Mg: Yb: Ho: LiNbO_3晶体的光学均匀性32-33
• 4.2 Mg: Yb: Ho: LiNbO_3晶体的抗光损伤性能33-40
• 4.2.1 抗光损伤性能33-34
• 4.2.2 透射光斑畸变法34-36
• 4.2.3 光散射阈值能量流法36-40
• 4.3 本章小结40-41
• 结论41-42
• 参考文献42-46
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文46-47
• 致谢47

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 李百中;李铮;施振华;宁凯杰;张沛雄;徐民;;Zn~(2+)∶Yb~(3+)∶LiNbO_3晶体生长及光谱性能研究[J];人工晶体学报;2014年07期

2 钱艳楠;王锐;徐超;邢丽丽;徐衍岭;杨春辉;;Enhancement of 1.54 μm emission in Er:LiNbO_3 crystal by codoping with Zn~(2+) ions[J];Journal of Rare Earths;2012年01期

3 王锐;郭倩;钱艳楠;邢丽丽;徐衍岭;;Upconversion Properties of LiNbO_3 Single Crystals Co-doped with Ho and Yb[J];结构化学;2011年11期

4 万云涛;夏海平;张嗣春;章践立;;掺Eu~(3+)近化学计量比铌酸锂晶体的生长与光谱特性[J];功能材料;2011年01期

5 陈宝东;刘红霞;温静;;Fe∶In∶LiNbO_3晶体近红外非挥发全息存储实验研究[J];信息记录材料;2010年06期

6 高丽玮;孟庆鑫;石宏新;孙秀冬;;锂铌比对铪铁铌酸锂晶体全息存储性能的影响[J];光子学报;2010年07期

，

本文编号：581358