近化学计量比铌酸锂晶体的生长及其性能的研究

Investigation of Growth and Properties of Nearly-stoichiometric Lithium Niobate Crystals

铌酸锂晶体的实际组分具有偏离其化学计量比的趋势 ,一般条件下生长出的铌酸锂晶体总表现为Li缺少 (同成分晶体中 [Li2 O]=48.5mol% ) ,通过改变铌酸锂熔体中的锂铌 ( [Li]/[Nb])比、或在同成分熔体中掺入氧化钾或通过VTE技术对样品进行处理可改变铌酸锂晶体中的锂铌比例。通过优化温场、提拉速度和晶体转速 ,我们从掺入了 6wt%K的同成分熔体中成功生长出了高质量的铌酸锂单晶 (LiNbO3 ∶6K) ,晶体直径为 1 6mm ,长 40mm。通过对吸收边、Raman谱线宽以及相匹配温度的测量 ,测得这种晶体中的氧化锂含量为 49.6mol% ,接近其化学计量组分。此外 ,我们还对LiNbO3 ∶6K晶体的衍射效率、光电导随光强的变化以及二波混频性能进行了测量和研究 ,结果表明 :光生伏特效应是LiNbO3 ∶6K晶体中占优势的光激载流子输运机制。占优势的光激载流子为电子。不同于同成分铌酸锂晶体 ,LiNbO3 ∶6K中写入的光栅为相移型光栅 ,其中存在大的稳定能量转移 (Γmax=2 5cm-1) ,这为铌酸锂晶体在相干光放大方面的应用开辟了一新的途径。