Tm:LiNbO_3晶体的光谱学性质研究

本文在国内首次报导了用提拉法成功生长出Ｔｍ：ＬｉＮｂＯ３晶体，对其在室温（Ｔ＝３００Ｋ）和低温（Ｔ＝１４Ｋ）下的精密全吸收谱（２００～２，２００ｎｍ）进行了测试，得到了每个能级所对应的Ｓｔａｒｋ劈裂，通过群论方法，对吸收光谱作出理论解释。采用稀土光谱Ｊ－Ｏ理论的三参量电偶极振子强度公式：Ｐｅｄ＝８π２ｍｃν～χ３ｈ（２Ｊ＋１）∑ｅｖｅｎΩλＵ（λ），Ｕ（λ）＝＜ｌＮψＪＭ‖Ｕ（λ）‖ｌＮψ′Ｊ′Ｍ′＞２，通过对实验数据最小二乘法拟合，得到Ｔｍ：ＬｉＮｂＯ３晶体场维象强度参数：Ω２＝３．３×１０－２０ｃｍ２，Ω４＝１．４２×１０－２０ｃｍ２，Ω６＝０．７９×１０－２０ｃｍ２，然后，对Ｔｍ３＋离子的自发辐射速率Ａ，荧光寿命τ，荧光分支比β以及积分发射截面∑等几个光谱学参数以及无辐射声子驰豫速率Ｗｎｒ进行了计算。与其他Ｔｍ３＋掺杂激光材料相比较，Ｔｍ：ＬｉＮｂＯ３晶体具有荧光寿命τ较短，积分发射截面∑较大的特点。我们对上述计算结果和可能出现激光过程的３Ｆ４→３Ｈ６跃迁进行了分析和讨论。通过同Ｔｍ３＋离子激发态荧光寿命实验数据比较，得到５０％＜τｅｘｐ／τｃａｌ＜８０％的结论，验证了我们的计算结果是可信的。对Ｔｍ３?

Zn:Fe:LiNbO_3晶体光存储性能的研究

Ｚｎ：Ｆｅ：ＬｉＮｂＯ３晶体光存储性能的研究贾晓林杨久俊（郑州大学建筑材料系，郑州４５００５２）ＳｔｕｄｙｏｎＰｈｏｔｏｍｅｍｏｒｙＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＺｎ：Ｆｅ：ＬｉＮｂＯ３ＣｒｙｓｔａｌＪｉａＸｉａｏｌｉｎＹａｎｇＪｉｕｊｕｍ（Ｄｐａｒｔｍｅ...

掺Nd系LiNbO_3晶体的生长及外泵浦位相共轭激光器的特性

用提拉法生长 Nd:LiNbO3(Nd:LN),In:Nd:LN和Ce:Nd:LN晶体。测试晶体的紫外一可见吸收光谱和抗光损伤能力。结果表明:Nd:LN晶体的吸收边相对同成分纯LN晶体向长波方向移动;In:Nd:LN晶体的吸收边相对Nd:LN晶体向短波方向移动;Ce:Nd:LN晶体的吸收边向长波方向移动。 In:Nd:LN晶体的抗光损伤能力比Nd:LN晶体的提高1个数量级以上。以掺Nd系LN光折变晶体为位相共轭镜,He-Ne气体为激活介质,构成外泵浦位相共轭激光器。实验表明:掺Nd系LN晶体外泵浦位相共轭激光器的输出特性稳定,In:Nd:LN晶体的输出光强比Fe:LN晶体的提高了近1个数量级。

镁掺量对镁钕铌酸锂晶体的抗光损伤和激光性能的影响

采用提拉法生长了掺0.4%(摩尔分数,下同)Nd2O3和分别掺1.0%、3.0%、5.0%、7.0%MgO的4种Nd∶Mg∶LiNbO3(Nd∶Mg∶LN)晶体。通过透射光束变形法测试晶体抗光损伤能力。结果表明:0.4%Nd∶7.0%Mg∶LN和0.4%Nd∶5.0%Mg∶LN两种晶体抗光损伤能力皆达到阈值浓度,抗光损伤能力比0.4%Nd∶3.0%Mg∶LN和0.4%Nd∶1.0%Mg∶LN晶体提高2个数量级。利用980nm激光二极管测试晶体的荧光光谱。在500～900nm的光谱范围内,出现2个光发射带,发光强度最强的近红外发射波长为840nm,对应4 I9/2→2 H9/2,4 F5/2能级跃迁。840nm处荧光来源于双光子过程,该上转换荧光在生物医学领域有着应用前景。

降低LiNbO_3单晶温度系数的研究

ＬｉＮｂＯ３单晶作为重要的声表面波基底材料，虽具有机电耦合系数大等诸多优势，但亦存在着温度系数大这一严重问题，故在温度变化较大的条件下使用时，只得用ＬｉＴａＯ３单晶来代替。而ＬｉＴａＯ３单晶作为声表面波材料，仅温度系数一项优于ＬｉＮｂＯ３单晶，其余各项都不及，且价格是ＬｉＮｂＯ３单晶的３倍之多，故降低ＬｉＮｂＯ３单晶的温度系数，实现以“Ｎｂ”代“Ｔａ”是声表面波行业上急待解决的难题。为降低ＬｉＮｂＯ３单晶的温度系数，日本学者曾从理论上导找具有零温度系数的新切型，但由于对切割精度的要求很苛刻，实验结果延时温度系数都在７０ｐｐｍ／Ｋ以上（纯ＬｉＮｂＯ３单晶１２７．６８°Ｙ切的延时温度系数的７６ｐｐｍ／Ｋ）。美国和原苏联学者亦试图通过选择切型来降低ＬｉＮｂＯ３单晶的温度系数，同样未见成效。我们借鉴掺杂改善ＬｉＮｂＯ３单晶光学性能和陶瓷温度性能的成果，确定了通过掺杂改善ＬｉＮｂＯ３单晶温度性能的思路，并选取与ＬｉＮｂＯ３单晶具有相反温度系数的物质为掺杂剂。掺杂ＬｉＮｂＯ３单晶的生长选择再生的器件用ＬｉＮｂＯ３单晶体边角料为基础原料，选择过渡金属氧化物为掺杂剂，采取变速溶盐提粒法，生长了５种掺杂ＬｉＮｂＯ３单晶，并用?

质子交换LiNbO_3波导的结构变化

本文报导质子交换ＬｉＮｂＯ３波导的结构变化及其对波导性能的影响。ＬｉＮｂＯ３波导的制备采用苯甲酸质子的交换法，苯甲酸中加入适量ＬｉＣｌ以消除表面腐蚀。交换温度为２１０℃，时间为３０ｍｉｎ。首先测量了波导的红外吸收光谱，发现在３５０６ｃｍ－１处和３３００ｃｍ－１处均存在较强的吸收。其中３５０６ｃｍ－１吸收归属于六方Ｌｉ１－ｘＨｘＮｂＯ３；而３３００ｃｍ－１处吸收则是由立方Ｌｉ１－ｘＨｘＮｂＯ３中的缔合ＯＨ－引起的，随着温度的升高，３３００ｃｍ－１处吸收变弱，而３５０６ｃｍ－１吸收增强，说明随着温度的升高，波导中存在从立方ＨＮｂＯ３到六方ＬｉＮｂＯ３结构的相应。这一结论可以由Ｘ射线衍射得到证实。交换后波导中的Ｘ射线衍射图中ＨＮｂＯ３结构的特征衍射很强，而当波导于３５０℃退火６０ｍｉｎ后，ＨＮｂＯ３的特征衍射消失。二次离子质谱测量结果表明：退火后波导层中氢的浓度明显降低，且其分布由阶跃型变为梯度型。同时基底中的Ｌｉ向波导层扩散。以上结果表明：波导中Ｈ＋的浓度决定了波导的结构。用双棱镜法测量了波导的损耗（６３２．８ｎｍ），发现退火后波导损耗大大降低，说明波导中多相共存是导致其高损耗的主要原因。当苯甲酸中ＬｉＣｌ是量?

In:Yb:Nd:LiNbO_3晶体的生长和光谱性能

采用提拉法生长了0.4%(摩尔分数)Yb_2O_3,0.4%Nd_2O_3和(0.5%、1.0%、2.0%)In_2O_3的3种同成分In:Yb:Nd:LiNbO_3晶体。测试了掺杂晶体的紫外-可见吸收光谱和上转换发射光谱,探究了最优掺杂晶体的上转换发光强度与激发功率的关系。结果表明:随着In:Yb:Nd:LiNbO_3晶体中In3+浓度的增加,晶体的紫外吸收边分别位于349、340、和338 nm处。采用980 nm二极管激光器激发获得的上转换发射光谱表明,上转换绿光的发射光强度最强,其次为上转换红光的发射强度,中心波段分别位于562、726 nm处,对应于Nd3+的4G9/2→4I11/2跃迁及4G9/2→4I15/2跃迁。2%In:Yb:Nd:LN晶体上转换荧光发射性能最优。根据不同激发功率测试,Nd^(3+)的近红外发光属于单光子过程,上转换红光及上转换绿光发光属于双光子过程。