光纤通信用铽镓石榴石晶体材料制备

发布时间：2023-02-10 08:40

　　磁光材料的质量直接决定了光隔离器的性能,在光通信和集成光学领域中发挥着重要的作用。铽镓石榴石(Tb₃Ga₅O₁₂,terbium gallium garnet,TGG)是一种优质的磁光材料,具有良好的非互异性,应用范围非常广泛,可应用于光纤隔离器、光纤电流传感器、激光陀螺和磁光显示器等中。基于此,本文针对铽镓石榴石材料在生长设备、原材料配制、多晶原料合成、温场设计、工艺设计等方面进行了深入分析,并完成了该晶体材料的加工和测试,制备出能够满足高性能光隔离器需要的铽镓石榴石晶体材料。主要内容为:1、研究铽镓石榴石多晶原料合成技术,对TGG多晶原料合成方式进行对比,选择固相合成方式合成多晶原料。对氧化铽和氧化镓原料进行分析测试,初步计算制作TGG多晶原料需要的原料配比和工艺环境。对不同的原料配比和工艺合成条件产生的结果分析,通过优化原料配比和多晶合成工艺,制备出单一晶相的多晶原料,从而减少晶体生长过程中由气泡和杂质所引起的缺陷。2、研究铽镓石榴石生长工艺技术,对晶体生长方式进行研究,使用提拉法进行TGG晶体生长。采用{111}...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 磁光效应
    1.2 磁光材料
        1.2.1 磁光材料的发展
        1.2.2 选择磁光材料的标准和铽镓石榴石(TGG)晶体材料的优势
    1.3 铽镓石榴石(TGG)晶体研究现状
        1.3.1 铽镓石榴石(TGG)晶体国内外研究状态
        1.3.2 铽镓石榴石(TGG)晶体的主要应用
    1.4 本文研究背景和主要工作
    1.5 本论文的结构安排
第二章 单晶生长设备研究
    2.1 提拉单晶炉
        2.1.1 机械部分
        2.1.2 电气部分
        2.1.3 计算机及控制软件部分
    2.2 本章小结
第三章 铽镓石榴石(TGG)多晶合成
    3.1 合成条件分析
        3.1.1 Tb₄O₇、Ga₂O₃ 及相应物质的性质
        3.1.2 相图分析
        3.1.3 原料制备
    3.2 TB₃GA₅O₁₂多晶合成实验
    3.3 合成结果与分析
        3.3.1 合成结果观察
        3.3.2 多晶合成结果分析
    3.4 本章小结
第四章 晶体生长
    4.1 技术路线
    4.2 实施方案
        4.2.1 籽晶的选择
        4.2.2 晶体生长温场设计
        4.2.3 生长工艺参数设计
        4.2.4 晶体生长工艺流程设计
    4.3 晶体生长实验
        4.3.1 螺旋生长现象与工艺优化
        4.3.2 晶体开裂现象与工艺优化
    4.4 本章小结
第五章 TGG晶体性能表征
    5.1 测试样品加工
    5.2 费尔德常数测试
    5.3 消光比测试
    5.4 透过率测试
    5.5 热导率测试
    5.6 光学均匀性测试
    5.7 激光抗损伤阈值测试
    5.8 本章小结
第六章 结论
    6.1 本文的主要贡献
    6.2 下一步工作的展望
致谢
参考文献



本文编号：3739374