不同[Li]-[Nb]比Ce-LiNbO3晶體的生長及光學(xué)性能表征.pdf

1、采用提拉法系統(tǒng)生長了六種不同[Li]/[Nb]比(0.750，0.850，0.946，1.100，1.250，1.380)的摻鈰鈮酸鋰(Ce:LiNbO3)晶體，其中Ce的摻雜摩爾分數(shù)為0.1％，并對晶體進行了氧化還原處理。通過X-射線粉末衍射、差熱分析、紅外透射光譜分析和紫外可見吸收光譜等方法研究了Ce離子在Ce:LiNbO3晶體中的占位情況及[Li]/[Nb]比的改變對Ce:LiNbO3晶體結(jié)構(gòu)缺陷的影響，同時還研究了不同處理方式對

2、晶體結(jié)構(gòu)缺陷的影響。
　　X-射線衍射結(jié)果表明，Ce:LiNbO3晶體仍然保持LiNbO3晶體原有的晶格結(jié)構(gòu)，說明摻入的Ce是以取代Li或Nb的方式進入晶體。與純LiNbO3相比較，摻雜LiNbO3晶體的c軸變長，晶胞體積變大。隨著[Li]/[Nb]比的增加，a軸長度基本都是變大，而c軸和晶胞體積的變化則沒有明顯規(guī)律。
　　通過差熱分析、紅外光譜和紫外可見吸收光譜分析，確定了雜質(zhì)離子Ce在晶體中的占位模型：在晶體達到化學(xué)計量

3、比之前，Ce離子通過取代晶體中Li的位置進入晶格，而晶體達到化學(xué)計量比后，Ce離子開始取代Nb的位置。同時還發(fā)現(xiàn)，由于[Li]/[Nb]比和摻雜離子Ce的協(xié)同作用，在[Li]/[Nb]比為1.250的晶體中，晶體達到化學(xué)計量比。
　　通過二波耦合實驗光路測試并計算了不同[Li]/[Nb]比Ce:LiNbO3晶體的光折變性能參數(shù)，如衍射效率、寫入時間、讀出時間、光折變靈敏度、動態(tài)范圍等，發(fā)現(xiàn)晶體中[Li]/[Nb]比的變化以及晶體的

4、氧化還原狀態(tài)都影響Ce:LiNbO3晶體的光折變性能，隨著[Li]/[Nb]比的增大，晶體的衍射效率增加，響應(yīng)時間縮短，光折變靈敏度提高，動態(tài)范圍變大；但是達到一定程度后，這些性能則會向相反方向移動；晶體還原后衍射效率提高，響應(yīng)時間和擦除時間變短，光折變靈敏度變大，動態(tài)范圍變大，氧化過程與之相反。
　　綜上所述，通過選擇適當?shù)膿诫s離子以及晶體中的[Li]/[Nb]比，可以調(diào)節(jié)晶體的光折變性能，獲得光折變性能優(yōu)良的晶體，進而獲得優(yōu)良