新型硅酸镓镧族晶体探索及其中红外非线性光学性能研究

发布时间：2021-11-12 04:03

　　上世纪60年代,美国人Maiman制作了世界上第一台激光器,之后,美国Michigan大学的P.A.Franken等人首次将红宝石激光直接作用于石英晶体上,观察到了倍频辐射,Bloembergen等人从理论上分析了非线性光参量产生的原理。自此,非线性光学开始诞生,并在人类社会中扮演着越来越重要的角色。一类优秀的非线性光学材料对于激光频率转换及高功率激光产生具有非常重要的意义。目前常用的中红外光学晶体是以ZnGeP2（ZGP）为代表的半导体晶体,然而它们的激光损伤阈值都较低,这使得在大功率激光器方面的应用受到了一定的限制。因此,目前非线性光学材料领域的热点和难点之一就是探索应用于高功率激光,具有优异性能的新型中红外非线性光学晶体材料。硅酸镓镧族晶体是一类在光电应用中有多种应用的功能晶体,例如压电转换器,电光Q开关以及表面声波器件等。无中心对称的结构决定该类晶体具有具有电光、压电、非线性光学等一系列效应,同时其氧化物特性决定该类晶体的激光损伤阈值高,而其组分构成决定该类晶体的声子能量较小,透过范围较宽,可能在中红外高功率激光方面有重要的应用。本论文中我们选定硅酸镓镧族晶体为研究对象,以第一... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

碑LGN和LCT相位匹配角与波长的关系

５?ｌｙ，Ｈ．?ＩＩ?Ｉ）Ｈ．?：＿?＝?＿＿＿％?０?７９?＼?Ｍ?＝?１．０６１＂ｎｉ?３?§??Ｅ?－?２??８?０６９?ｌ２?ｇ??－?＂｜?？??〇５？５?６０?６５?７０?７５?８０?８５?９（）??Ｐｈａｓｅ－ｍａｔｃｈｉｎｇ?ａｎｇｌｅ?０ｐＭ?（？）??图Ｉ－５（ａ）?ＬＧＴ的Ｉ型ＳＨＧ调谐曲线。插入图片为粘贴在测角头上的??４．７０ｍｍ直径的ＬＧＴ球（ｂ）?ＬＧＴ的１类ＳＦＧ调谐曲线（ｃ）?ＬＧＴ的丨丨类ＤＦＧ调??谐曲线??２０１６年本课题组研宄了?ＬＧＮ的非线性光学性质［６３］。从图１－５?（ａ）可以看??出，ｒｉｅ总是大于ｎ〇，这意味着ＬＧＮ是一个正单轴晶。大的双折射（Ａｎ？０．０３）有??利于相位匹配。通过Ｍａｋｅｒ?Ｆｒｉｎｇｅ方法（图１－６?（ｂ））测得ＬＧＮ在５３２ｎｍ处的??非线性系数ｄｕ为３．０±０．１ｐｍ?／?Ｖ。此外，测得ＬＧＮ的光学损伤阈值为１．４１ＧＷ?／??ｃｍ２?（＠１．０６４（＿ｉｍ），这比?ＫＴＰ［６４］和?ＬｉＮｂ〇３?［４４］都更大。??

图２－２计算ＬＧＳｎ的电子带结构（通过ＨＳＥ０６泛函）。??为了阐明ＬＧＳｎ的倍频响应的起源，进行了第一原理电子结构计算。使用??ＨＳＥ０６杂化泛函（图２－２）得到ＬＧＳｎ具有３．４６ｅＶ的间接带隙。Ｌａ３ＳｎＧａ５Ｏｌ４的??构成原子上的分波态密度（ＰＤＯＳ）（图２－３）表明，０和Ｇａ／Ｓｎ／Ｌａ轨道之间的??杂化主要位于价带的顶部，表明形成了强共价Ｓｎ－Ｏ／Ｌａ－０基团中的键。同时，??导带最小值主要是镧的５ｄ轨道和镓的４ｓ轨道。由于晶体的光学效应主要由靠近??带隙的电子态之间的光学跃迁决定，因此预计ＬＧＳｎ中的非线性应是由ＬａＯｓ和??Ｓｎ０６基团引起的。??２５??


本文编号：3490128