近化学计量比钽酸锂晶体的拉曼光谱研究

本文研究了不同组分钽酸锂晶体的拉曼散射光谱,我们发现,在谱线的形状和数量方面,近化学计量比晶体与同成分晶体存在明显差异。通过实验,我们得到了钽酸锂晶体完整的长波长光学模式,并首次给出了钽酸锂晶体拉曼线宽和晶体组分的定量关系。另外,我们还发现了两个与本征缺陷相关的局域模,278 cm-1和750 cm-1峰,它们的强度与晶体中本征缺陷的数量成正比。

铌酸锂与钽酸锂晶体压电性能随空间变化的研究

本文利用坐标变换的方法 ,探讨了LiNbO3与LiTaO3晶体压电系数d33,d31和机电耦合系数k33,k31随空间方向变化的规律 ,分别得到这 2种晶体的d33,d31,k33和k31的最大值及其方向。对于LiNbO3而言 ,maxd33=39.6pC/N ,maxk33=0 .6 0 ,在镜面yoz内分别右偏z轴 6 1.0°和 57.0° ,数值分别是原来约 6 .4倍和 3.7倍。对于LiTaO3而言 ,maxd33=14.6pC/N ,maxk33=0 .35,在镜面yoz内分别右偏z轴 56 .5°和 54.0° ,数值分别是原来的 1.8倍和 2 .1倍。

钽酸锂晶体高温富锂扩散工艺的研究

为了采用扩散法制备大厚度近化学计量比钽酸锂(nSLT)晶体,本文从富锂多晶料配比及合成工艺、极化工艺和扩散条件等方面对钽酸锂晶体高温富锂扩散工艺进行了研究,对处理后晶片组分、畴反转电压和光学均匀性进行了表征,研究了扩散条件对晶体组分的影响。结果表明,富锂多晶料锂钽为60/40时较佳,多次使用对所制备晶片组分、畴反转电压和光学质量无明显影响。在研究基础上,制备了系列nSLT晶片,晶片厚度最大为3.2 mm,其组分达到化学计量比且组分均匀,矫顽场约为152 V/mm,晶体光学质量满足实用需求。

钽酸锂晶体组分的OH^-红外吸收光谱测定方法

研究了钽酸锂晶体Li含量(组分)的OH-红外吸收谱测定方法.利用气相输运平衡的方法制备不同组分的钽酸锂晶体样品,使用三峰结构对钽酸锂晶体的OH-吸收谱进行拟合,考虑了晶体中H+的浓度对拟合参量的影响,并发现位于3 461 cm-1的分解峰L的半高宽不受晶体中H+浓度的影响,具有很好的稳定性,非常适宜用来进行钽酸锂晶体组分的确定,最后给出了该峰的半高宽(ΓL)对组分(CLi)的依赖关系.

掺铁钽酸锂晶体的生长及其光学性能的研究

在LiTaO3（LT）中掺进不同摩尔分数的Fe2O3，用提拉法生长Fe：LiTaO3晶体，测试了晶体的晶格常数、吸收光谱和红外光谱．发现晶体的晶格常数随着Fe2O3掺入量的增加而变大．晶体的吸收边随着铁含量的增加而发生红移，并在520nm处有一吸收峰，是对Fe^2＋离子的吸收．LiTaO3晶体的OH^-吸收峰位置在3477cm^-1，当掺杂Fe2O3后，吸收峰的位置仍然在3477cm^-1附近，红外光谱的吸收基本上没有变化．利用二波耦合光路测试了晶体的指数增益系数，计算了有效载流子浓度．测试结果表明,随着掺铁量的增大,其指数增益系数和有效载流子浓度都增大．

非对称扩散工艺制备近化学计量比钽酸锂晶体的研究

利用气相平衡输运法制备的近化学计量比钽酸锂晶体质量好,制备工艺简单,但受固体扩散速率低的影响,该方法较难制备大厚度晶体。本文基于钽酸锂晶体的扩散机制,采用待扩散晶片一侧为富锂气氛,另一侧为同成分气氛的非对称扩散工艺,对钽酸锂晶体进行了扩散处理,并对组分和畴反转电场进行表征。结果表明,非对称扩散工艺为反位钽离子的扩散提供了通道,提高了晶体中反位钽离子和锂离子的扩散速率,有利于制备大厚度近化学计量比钽酸锂晶体。

铁镁共掺钽酸锂晶体的第一性原理研究

利用第一性原理对LiTaO3晶体以及不同Mg浓度的Fe:Mg:LiTaO3晶体的电子结构和吸收光谱进行了研究.结果显示:掺铁钽酸锂晶体的杂质能级主要由Fe的3d态轨道贡献,禁带宽度为3.05 e V.掺入镁后,在禁带中没有新的能级产生,掺Mg浓度小于或超过阈值(略小于6 mol%)时,禁带宽度分别为2.72 e V和2.45 e V.Fe:LiTaO3晶体分别在417 nm和745 nm处呈现两个吸收峰,这两峰归结于Fe 3d分裂轨道电子的跃迁;Mg:Fe:LiTaO3晶体吸收峰强度较单掺Fe的LiTaO3晶体下降,并略有偏移,当掺镁浓度超过阈值时,短波段峰移至457 nm吸收峰,而长波段745 nm处的吸收峰消失.研究表明:Fe离子的分裂轨道T2g, Eg跃迁所对应的吸收峰与铁离子的占位有关, Mg离子浓度达到阈值,使Fe离子占Ta位, Eg对应的吸收峰消失.在利用457 nm波段为功能性吸收时,采用较高掺Mg不会对吸收产生不利影响;在利用745 nm波段时, Fe占Li位比Fe占Ta位在存储应用中更具优势,不宜采用高掺镁.

锌粉还原制备低热释电钽酸锂晶体

利用锌粉和硅粉的混合粉末的还原性能,在400℃真空的情况下对同成分LT晶体进行还原处理,还原后的晶体呈棕红色。经检测晶体的电阻率为1010Ω.cm,相对未还原样品降低了4个数量级,其导电性能有了非常大的提高;晶体在325 nm的光下的透过率为未还原样品的35%,晶体的压电性能没发生大的变化,这些性能的改变在声表面波器件的制作过程中避免了电荷的富集,提高了电极线条的精度,对制作声表面器件非常有利。

质子交换钽酸锂晶体电畴反转和居里温度关系的研究

质子交换的方法广泛地用于制造铌酸锂LiNbO_3(LN)和钽酸锂LiTaO_3(LT)光波导。这种方法操作简单,成本低且效果好。质子交换的作用是多方面的。它可以增加晶体的折射率并降低它的居里温度(Tc),与光刻技术和快速热处理相结合,它可以诱发周期性的电畴反转,这对于实现准位相匹配二次谐波发生是非常重要的。

近化学计量比钽酸锂晶体生长及表征

用高纯H2TaF7溶液经过过氧化反应、沉淀等一系列反应制得的钽酸盐化合物晶体作为初始原料,掺入一定剂量的K2O助熔剂,用提拉法生长近化学剂量比的钽酸锂晶体,结果得到尺寸为φ45mm×45mm的SLT晶体,并对该晶体的性能进行了表征。结果表明,尺寸为φ45mm×45mm的SLT晶体畴结构为完全六边形,本征缺陷比CLT晶体均明显减少;吸收边相对于CLT晶体发生了蓝移,蓝移5.8nm;经外吸收变弱,经工外透过率为78%;抗光损伤能提高,达到108W/cm2。是性能优良的光学材料,使介电体超晶格高频超声原件和全固态白光激光器的研制成为现实。

钽酸锂电光调Q晶体开关的制备研究

制备了双晶体匹配的钽酸锂电光调Q开关。首先理论分析了两匹配晶体通光方向尺寸偏差、轴向角偏差等对自然双折射补偿的影响,估算了消光比为100∶1时各加工参数应满足的指标要求。在此基础上,以平晶为基准面来保证晶向精度、同盘抛光来保证晶体尺寸,制备了满足条件的钽酸锂双晶匹配调Q开关。用锥光干涉的方法检测了匹配后晶体的光学均匀性,并在激光系统中测试了其调Q性能。结果表明匹配较好的LT调Q开关能够满足实际光学应用的需求。

周期极化钽酸锂晶体腔内倍频实验研究

报道了基于准相位匹配(QPM)应用的周期性极化钽酸锂(PPSLT)晶体进行腔内倍频非线性光学变换实验研究。分析比对了不同长度(3.5mm,5mm,10mm)晶体倍频过程。利用3.5mmPPSLT晶体在2500mW808nm激光抽运下产生1445mW1064nm基频光输出,经过倍频可以得到760mW的绿光输出。同时对于制约倍频效果和效率提高的系统温度控制等问题进行了分析。

三掺杂化学计量比钽酸锂晶体的非挥发光存储性能

采用顶部籽晶助熔剂法生长了三掺杂近化学计量比Mg:Fe:Mn:Li Ta O3晶体,通过红外吸收光谱和居里温度研究了晶体缺陷结构.以蓝色激光为光源,获得了优异的光折变性质;采用多波长技术,研究了单晶的非挥发全息存储性能,得到了较高的固定衍射效率和灵敏度.蓝光具有较高能量,足以激发深(Mn)浅(Fe)陷阱中心的空穴,这大大提高了蓝光光折变性质和非挥发存储能力.在蓝色激光下,Mg2+不再是光损伤离子,而可以提高光折变特性.采用476 nm激光记录光栅,633 nm激光读取,在2.0 mol%Mg2+掺杂的晶体中获得了62.5%的固定衍射效率,非挥发全息存储的灵敏度提高到0.335 cm/J.

一种新型的集成钽酸锂(L_iT_aO_3)晶体压控振荡器

提出了一种由钽酸晶体稳频的集成化压控振荡器的新型电路结构，实现了调频范围数量级扩展。

一种钽酸锂压控振荡器的设计与实现

该文使用具有低电容比、宽调谐范围的钽酸锂晶体设计了一巴特勒共基低相位噪声压控振荡器,此设计在寻求高有载品质因数QL的同时保持了振荡器的输出功率。使用的钽酸锂晶体的无载品质因数Q0约为1.24×103,其频率为10.727MHz。设计出的巴特勒振荡器QL≈33%Q0,输出功率约为11dBm。不加压控的情况下,实际测得该振荡器的相位噪声结果为-85dBc/Hz@10 Hz和-145dBc/Hz@1kHz。在此基础上,增加一变容二极管作为压控元件设计了钽酸锂压控振荡器,在2~10 V范围内,测得控制电压压控斜率约为86.6×10-6/V,相位噪声测试结果优于-82dBc/Hz@10Hz和-142dBc/Hz@1kHz,实现了具有宽调谐范围的低相位噪声钽酸锂振荡器的设计。

光学级钽酸锂单晶微观组织与性能关系研究

对钽酸锂单晶的微观组织及结构与性能关系进行了研究分析.研究发现:在各项性能优良的钽酸锂晶体中,可见有较为均匀的同心环状生长条纹,这种条纹的产生是由于晶体中含有杂质引起的.整根晶体从头部至尾部其组分分布较为均匀,晶体结构为单晶结构;但在各项性能都较差的钽酸锂晶体中,则可见其生长条纹混乱无序,且晶体结构也表现为多晶态.钽酸锂晶体这种组分的偏离和结构上的缺陷是导致其性能变坏的根本原因.

掺镁近化学计量比LiTaO_3晶体的生长及光学性能(英文)

在同成分LiTaO3熔体中掺入一定剂量的K2O,采用顶部籽晶提拉法生长掺镁近化学计量比LiTaO3晶体。对晶体分别进行光谱分析,畴结构和抗光损伤阈值的测定。结果表明:与同成分掺镁LiTaO3晶体相比较,其紫外吸收边出现明显蓝移,红外吸收峰变弱。腐蚀晶片的晶相显微镜观察结果表明:掺镁近化学剂量比晶体的畴结构是较为规则的六边形;晶体的抗光致散射能力明显提高。

助熔剂籽晶提拉法生长化学计量比LiTaO_3晶体

利用助熔剂籽晶提拉法,在同成份LiTaO3熔体中掺入一定剂量的K2O,生长出了近化学计量比LiTaO3晶体。对晶体进行畴结构、居里温度以及光谱分析,结果表明与同成份比LiTaO3晶体相比较,畴结构为规则的六边形,紫外吸收边出现明显蓝移,晶体居里温度也随之提高,晶体头部居里温度为681.2℃,尾部为684.8℃。