质子交换铌酸锂红外光谱研究

发布时间：2020-12-29 18:45

　　铌酸锂晶体（LiNbO3,LN）在电光开关、光波导、激光器和信息存储等领域应用非常广泛,逐渐发展成为支撑集成光学器件的优秀候选材料。目前,基于铌酸锂晶体的光子学结构制备吸引了越来越多的目光,大多数的光子结构是通过复杂且费时费力的光刻和金属掩膜技术实现的。然而,最近一些研究表明光辅助技术能够制备出一些简单的光子结构,比如光控铌酸锂表面电畴反转和光化学银沉积等。本论文以此为基础,提出利用光波对铌酸锂晶体的质子交换和化学腐蚀进行具有区域选择性的控制,实现了表面光子学微结构的制备。首先,温度和时间是影响质子交换的两个重要因素,本论文系统地做了不同温度和交换时间的质子交换实验,然后对交换后的样品进行红外吸收和红外变角度反射光谱测试分析。随着交换温度的升高和交换时间的延长,晶体内OH-吸收峰的峰强逐渐变强,而且OH-吸收带会有明显的蓝移现象。通过分析质子交换后样品在不同入射角的反射光谱,我们可以得出质子交换近表层的晶体结构。其次,Y切向、Z切向的掺铁铌酸锂晶体在455 nm的激光辐照下,均成功地在晶体表面实现了选择性质子交换。本论文采用独立式傅里叶变换红外显微光谱仪来分析样品表面的二维和三维质子浓... 

【文章来源】：河北工业大学天津市 211工程院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 铌酸锂晶体
        1.1.1 铌酸锂晶体的基本结构和性质
        1.1.2 铌酸锂晶体的掺杂工程
    1.2 铌酸锂晶体的光波导
    1.3 铌酸锂晶体的质子交换机理
        1.3.1 铌酸锂质子交换的研究现状
        1.3.2 铌酸锂质子交换的红外光谱表征方法
    1.4 本论文的主要研究内容与意义
第二章 实验材料和测试仪器及表征方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 铌酸锂晶体
        2.1.2 化学试剂
    2.2 测试仪器及表征方法
        2.2.1 紫外-可见分光光度计
        2.2.2 傅里叶变换红外光谱仪
        2.2.3 显微镜测试分析
        2.2.4 场发射扫描电子显微镜
第三章 质子交换温度和时间对氢离子浓度分布的影响
    3.1 铌酸锂晶体中的H+和OH-吸收谱
    3.2 样品吸收系数的计算
    3.3 温度和时间对同成分铌酸锂晶体质子交换的影响
        3.3.1 实验方案
        3.3.2 实验装置
        3.3.3 实验步骤
        3.3.4 实验结果与分析
    3.4 本章小结
第四章 吸收系数、畴结构和光参量对光控质子交换和光致化学腐蚀的影响
    4.1 引言
    4.2 掺铁铌酸锂晶体
    4.3 铌酸锂晶体的选择腐蚀
    4.4 吸收系数对光控质子交换和光致化学腐蚀行为的影响
        4.4.1 实验样品
        4.4.2 实验装置
        4.4.3 实验结果与分析
    4.5 畴结构对光控质子交换和光致化学腐蚀行为的影响
        4.5.1 畴结构对光控质子交换的影响
        4.5.2 畴结构对光致化学腐蚀行为的影响
    4.6 光强对光控质子交换和光致化学腐蚀行为的影响
    4.7 本章小结
第五章 光控质子交换和光致化学腐蚀的机理研究
第六章 结论
参考文献
攻读学位期间所取得的相关科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]红外反射光谱的原理和方法[J]. 李岗,王楠林.  物理. 2006(10)
[2]H∶LiNbO3光波导[J]. 武继江,石邦任,孟庆超.  光机电信息. 2004(12)
[3]质子交换铌酸锂光波导的红外吸收光谱[J]. 符运良,金国良,袁一方,何猛雄,邓广强.  光谱学与光谱分析. 2004(03)
[4]质子交换LiTaO3光波导特性及晶格常数变化[J]. 马少杰,廖燕平,邓文渊,张红坡,李玉善,刘弦.  发光学报. 2001(04)
[5]不同掺镁量的LiNbO3质子交换光波导的制备与表征[J]. 侯卫星,华王祥,张雁行,谭浩然.  硅酸盐学报. 1991(06)



本文编号：2946116