四价掺杂铌酸锂晶体抗光折变性能研究

我们在同成份铌酸锂晶体中掺入四价离子铪,生长了掺杂浓度分别为2、4、6mol%的掺铪铌酸锂系列晶体。掺铪浓度达到4mol%时,晶体的抗光损伤能力为5×105W/cm2,比同成份纯铌酸锂晶体提高了4个数量级。应用全息法测得掺4、6mol%铪的铌酸锂晶体最大折射率变化为8.7×10-6,与高掺镁(6.5mol%)铌酸锂晶体的类似。晶体的红外吸收谱和紫外-可见光吸收谱也显示,掺杂浓度为4mol%时具有明显的阈值特征。由此可以确定铪离子在铌酸锂晶体中的阈值浓度约为4mol%。

激光诱导掺铪同成分铌酸锂晶体优先畴成核

研究了514nm可见激光诱导掺铪摩尔分数为3%同成分铌酸锂晶体优先畴成核。利用数字全息干涉术实时记录监测激光诱导优先畴成核过程,再现了该过程中晶体内诱导区域相位分布的变化,通过测量证实成核场随诱导光强的增强呈指数减小。在实验基础上提出诱导过程中出现的沿Z方向的空间电荷场对激光诱导优先畴成核有着非常重要的影响,并给出了激光诱导铌酸锂晶体优先畴成核定性的物理模型。不仅能够为激光诱导晶体铁电畴工程的优化提供重要信息,而且能够为激光诱导铌酸锂晶体优先畴成核机制的研究提供重要实验依据。

Hf：LiNbO3晶体的生长与其抗光损伤性能

同成分LiNbO3(LN)中分别掺入摩尔分数为2%,4%,4.5%的HfO2,用提拉法生长3种Hf:LN晶体。测试了Hf:LN晶体光学均匀性和红外光谱。以质子交换法制备Hf:LN波导基片,采用全息法测量Hf:LN波导基片光损伤阈值。结果表明:Hf:LN晶体具有较高的光学质量;4%Hf:LN晶体和4.5%Hf:LN晶体的OH-吸收峰由LN晶体的3482cm-1移到3488cm-1。4%Hf:LN晶体和4.5%Hf:LN晶体光损伤阈值比LN晶体高1个数量级;掺4%Hf4+在Hf:LN晶体中达到阈值浓度。讨论了OH-吸收峰移动和Hf:LN晶体光损伤阈值提高的机理。

Hf：Fe：LiNbO3晶体的全息图像热固定及存储寿命

在生长LiNbO3溶体中掺入2%（摩尔分数） HfO2和0.05%（质量分数）Fe2O3,采用提拉法技术生长2%Hf·0.05%Fe：LiNbO3晶体。对晶体进行极化后切割成片,再进行氧化和还原处理。进行了Hf：Fe：LiNbO3晶体全息图像热固定实验,加热温度为120℃,加热时间为40min,经过显影,在热定影实验中获得200h的无损读出结果。以Hf：Fe：LiNbO3晶体作为存储介质,进行热固定衰减时间、存储寿命τ0测试。结果表明：Hf：Fe：LiNbO3晶体中Fe离子激活能Ea=1.125 eV;τ0=6.1×10~9S：20℃下衰减时间为115年,比Fe：LiNbO3的衰减时间（5.2年）长20倍。