铌酸锂晶体极化工艺及坩埚下降法生长研究

发布时间：2021-05-16 08:18

　　铌酸锂晶体（LiNbO₃,LN）是一种多功能且综合性能优异的人工晶体材料,它在全息显示、全息存储、声光、压电等方面有着广泛的应用。但LN光折变响应速度慢、光学均匀性差等问题,限制了实现实时动态3D全息显示以及大尺寸晶体的产业化应用。针对上述问题,本论文开展了以下工作:首先,通过高温二次烧结,合成同成分铌酸锂多晶料。利用提拉法生长多根同成分LN晶体,其双摇摆曲线的半高宽约为17″。通过改变极化工艺参数,实现了对光折变响应速度的调控。结果表明提升极化电流,有效提高了LN的光折变响应速度和饱和衍射效率。尤其当极化电流提升至100m A时,在351nm处的响应速度提升了10倍,响应时间缩短至1.4s,衍射效率保持在40.8%,并且在473nm、532nm处的响应速度分别提升了60倍和10倍。光擦除研究结果表明该晶体中至少存在两种光折变中心,光折变机制主要是扩散。从本征缺陷角度,分析了极化电流改变光折变响应速度的机理。其次,采用湿化学方法合成了不同浓度的掺镁铌酸锂（LN:Mg）多晶料。通过优化坩埚下降法晶体生长工艺,沿着c轴（001）方向成功生长了高质量的2英寸高掺镁LN晶... 

【文章来源】：上海应用技术大学上海市

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 铌酸锂晶体的简介
        1.2.1 铌酸锂晶体的结构
        1.2.2 铌酸锂晶体的本征缺陷模型
        1.2.3 铌酸锂晶体的非本征缺陷
    1.3 铌酸锂晶体研究进展
    1.4 铌酸晶体主要生长方法
        1.4.1 提拉法
        1.4.2 坩埚下降法
    1.5 本论文主要研究内容
第2章 实验部分
    2.1 引言
    2.2 晶体的生长
        2.2.1 提拉法生长CLN晶体
        2.2.2 坩埚下降法生长LN:Mg晶体
    2.3 晶体极化与退火
        2.3.1 晶体的极化
        2.3.2 晶体的退火
    2.4 晶体的加工
    2.5 晶体的测试方法
        2.5.1 XRD测试和双摇摆曲线
        2.5.2 紫外-可见透过和吸收光谱
        2.5.3 OH~-吸收光谱
        2.5.4 全息实验法
        2.5.5 双折射梯度法
    2.6 本章小结
第3章 铌酸锂晶体极化工艺研究
    3.1 引言
    3.2 CLN晶体质量分析
    3.3 CLN晶体光折变性能
    3.4 CLN晶体的光折变机理
        3.4.1 CLN晶体的光折变中心
        3.4.2 CLN晶体的光折变机制
    3.5 CLN晶体的光谱分析
    3.6 本章小结
第4章 高均匀性掺镁铌酸锂晶体坩埚下降法生长
    4.1 引言
    4.2 LN:Mg晶体质量分析
    4.3 LN:Mg晶体光谱分析
        4.3.1 LN:Mg晶体的透过光谱
        4.3.2 LN:Mg晶体紫外-可见吸收光谱
        4.3.3 LN:Mg晶体的OH~-吸收谱
    4.4 LN:Mg晶体光学均匀性
    4.5 本章小结
第5章 铟钼双掺铌酸锂晶体坩埚下降法生长
    5.1 引言
    5.2 LN:Mo,In晶体原料合成
    5.3 晶体生长过程
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间所展开的发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于超快液晶薄膜的实时动态全息三维视频显示[J]. 高洪跃,于瀛洁,郑华东.  中国激光. 2014(02)
[2]高均匀性高掺镁铌酸锂晶体的生长与表征[J]. 涂小牛,郑燕青,陈辉,孔海宽,忻隽,曾一明,施尔畏.  无机材料学报. 2010(12)
[3]Hf：Fe：LiNbO3晶体的全息图像热固定及存储寿命[J]. 刘波,李春亮,毕建聪,徐玉恒.  硅酸盐学报. 2008(02)

博士论文
[1]掺钼铌酸锂系列晶体的生长及其光折变性能的研究[D]. 田甜.南开大学 2013

硕士论文
[1]掺杂铌酸锂晶体的电子结构和光学性质研究[D]. 赵佰强.西南大学 2016



本文编号：3189333