LiNbO_3晶体中Yb^(3+)的配位场能级分析

In C3v point group symmetry, crystal field energy levels of Yb3+ in LiNbO3 were assigned on the basis of DSCPCF model and PCF model. As compared with the experimental values of crystal field energy levels, the root mean square standard deviation is 16.09cm-1 for the calculation of the DSCPCF model and is 30.30cm-1 for the PCF, respectively. This result shows that the DSCPCF model can fit the experimental values of crystal field energy levels better than the PCF model. At the same time, Absorption spectra and Emission spectra of Yb3+ in LiNbO3 were analyzed and the peaks that appear in Figures were also assigned reasonably.

Er^(3+)／Yb^(3+)共掺LiNbO_(3+)晶体中Er^(3+)的光谱特性分析

在室温下,测量了采用Czochralski方法生长的as-grown和经退火处理的Z切Er3+／Yb3+共掺同成 分LiNbO3晶体的a偏振吸收光谱(300-1 650 nm)。运用Judd-Ofelt理论对该晶体中Er3+的光谱特性进行 了分析。由所测得的吸收系数的积分计算得到了从基态到激发态的若干个主要的电子跃迁强度实验值。利 用最小二乘法确定出Er3+／Yb3+共掺LiNbO3晶体中Er3+的Judd-Ofelt参数。进而确定了自发辐射概率,从 激发态能级到其各个下能级的荧光分支比以及能级辐射寿命。此外,还讨论了Yb3+的共掺和退火处理对 LiNbO3晶体中Er3+光谱特性的影响。

激光晶体Zr∶Yb∶LiNbO_3的生长及光谱性质研究

采用Czochralski技术分别生长了双掺Zr4+(1mol%,2mol%,3mol%)和Yb3+(0mol%,1mol%,1mol%)的Zr∶Yb∶Li Nb O3晶体。测试了晶体的XRD图谱并与标准图谱进行了比较。测量了晶体的红外透射光谱,OH-的振动吸收峰分别位于3485 cm-1、3488 cm-1和3488 cm-1,当Zr4+浓度达到2mol%以后,继续增大Zr4+浓度,OH-的振动吸收峰不发生移动。研究了晶体的室温吸收、发射光谱和荧光寿命特性,表明Zr∶Yb∶Li Nb O3晶体是一种潜在的可用来发展具有抗光损伤的新型激光晶体材料。

Zn^(2+)∶Yb^(3+)∶LiNbO_3晶体生长及光谱性能研究

采用提拉法成功生长了Zn2+(2mol%)单掺的同成分铌酸锂(Zn2+∶LiNbO3)晶体及Zn2+(6mol%)和Yb3+(1mol%)双掺的同成分铌酸锂(Zn2+∶Yb3+∶LiNbO3)晶体,晶体尺寸分别约为30 mm×40 mm和30 mm×50mm。测试了这两个晶体的XRD图谱并与标准图谱进行了比较。测量了Zn2+∶LiNbO3和Zn2+∶Yb3+∶LiNbO3晶体的红外透射光谱,OH-的振动吸收峰分别位于3484.2 cm-1和3493.7 cm-1,表明Zn2+的掺杂浓度还都处在阈值以下。研究了Zn2+∶Yb3+∶LiNbO3晶体的室温吸收、发射光谱和荧光寿命特性,表明其是潜在的近红外激光增益介质,有望发展新型功能激光器件。

Zn∶Fe∶LiNbO_3晶体全息存储性能研究

以提拉法生长Zn(1mol% )∶Fe∶LiNbO3,Zn(4mol % )∶Fe∶LiNbO3,Zn(7mol% )∶Fe∶LiNbO3晶体 Zn∶Fe∶LiNbO3晶体随着Zn2 + 浓度的增加 ,抗光致散射能力增加 ,Zn(7mol% )∶Fe∶LiNbO3晶体抗光致散射能力比Fe∶LiNbO3晶体提高两个数量级以上 测试了Zn∶Fe∶LiNbO3晶体衍射效率、响应时间 以Zn(7mol % )∶Fe∶LiNbO3晶体作为存储元件 ,Zn(4mol% )∶Fe∶LiNbO3晶体作为位相共轭镜 ,进行全息关联存储试验 试验结果显示出成像质量好、图像清晰完整、噪音小等优点 研究了Zn∶Fe∶LiNbO3晶体全息存储性能增强的机理 Zn(4mol% )

LiNbO_3∶Fe晶体中光写入阵列平面光波导的实验实现

采用两束相干平行光形成的干涉光场辐照LiNbO3 ∶Fe晶体 ,通过光折变效应在晶体中写入了阵列平面光波导 分别采用马赫 -曾德干涉仪光路和光栅衍射法测量了阵列平面光波导的横向折射率分布和周期 ,并对所写入的阵列平面光波导进行了初步的导光测试 实验结果表明 。

Mg∶Fe∶LiNbO_3晶体的生长及光学性能研究

在Fe∶LiNbO3中掺进MgO和Fe2 O3以提拉技术生长Mg∶Fe∶LiNbO3晶体 对晶体进行极化和还原处理 测试晶体的吸收光谱 ,Mg∶Fe∶LiNbO3晶体吸收边相对Fe∶LiNbO3晶体发生紫移 测试晶体的红外光谱 ,Mg∶(5mol % )Fe∶LiNbO3晶体OH 吸收峰由Fe∶LiNbO3晶体的 3482cm- 1移到35 34cm- 1 采用锂空位模型阐述Mg∶Fe∶LiNbO3晶体 ,吸收边和OH- 吸收峰移动的机理 测试晶体的抗光致散射能力 Mg∶(5mol% )Fe∶LiNbO3晶体抗光致散射能力比Fe∶LiNbO3晶体提高一个数量级以上 测试晶体的衍射效率和响应时间

Mg^(2+)对Fe∶LiNbO_3晶体光折变响应时间的影响

在 Fe∶Li Nb O3 中掺进 3 mol%和 6mol% Mg O,生长了 Mg∶Fe∶L i Nb O3 晶体 .测试了 Mg∶Fe∶Li Nb O3 晶体抗光致散射能力、衍射效率、响应时间和光电导 .推导响应时间与光电导之间的关系 .在 Fe∶Li Nb O3 晶体中掺进 6mol%的 Mg2 + ,它的抗光致散射能力比Fe∶L i Nb O3 晶体提高一个数量级 ,响应速度比 Fe∶Li Nb O3

Mg:Ce:Fe:LiNbO_3晶体生长及其全息存储性能

在同成分LiNbO3(LN)中,掺入MgO的摩尔分数分别为0,2%,4%,6%,掺入(质量分数)0.1%CeO2和0.08%Fe2O3,采用提拉法生长了优质的Mg:Ce:Fe:LN晶体。检测了Mg:Ce:Fe:LN晶体的红外透射光谱和光损伤阈值。结果表明:6%Mg:0.1%Ce:0.08%Fe:LN晶体的OH-振动吸收峰紫移到3532cm-1,其光损伤阈值比Ce:Fe:LN晶体提高2个数量级以上。用二波耦合光路测试晶体的衍射效率,写入时间和擦除时间。计算了光折变灵敏度和动态范围。结果表明:Mg:Ce:Fe:LN晶体全息存储性能优于Fe:LN晶体和Ce:Fe:LN晶体。以4%Mg:0.1%Ce:0.08%Fe:LN晶体作为全息记录材料,实现了总存储页面为3200幅图像的存储,再现图像清晰完整。

掺锌LiNbO_3晶体的生长及其光学性能

在 Li Nb O3 中掺进 3 mol%、5mol%、7mol% Zn O生长 Zn∶ L i Nb O3 晶体 .测试Zn∶ L i Nb O3 晶体的吸收光谱 ,研究 Zn∶ Li Nb O3 晶体吸收边紫移的机制 .测试 Zn∶ Li Nb O3晶体的红外光谱 ,研究 Zn( 7mol% )∶L i Nb O3 晶体 OH-吸收峰由 3 484cm- 1移到 3 53 0 cm- 1的机制 .测试 Zn∶ L i Nb O3 晶体倍频转换效率和相位匹配温度 ,研究 Zn∶ Li Nb O3

Y_2O_3纳米晶体中Ln^(3+)(Ln=Tb,Tm,Eu)发光浓度猝灭及能量传递的研究

采用燃烧法制备了不同Ln3+(Ln=Tb,Tm,Eu)掺杂浓度和不同粒径的Y2O3∶Ln纳米晶体粉末样品,并通过高温退火获得了相应掺杂浓度的体材料样品。测量了纳米和体材料样品的发射光谱、XRD谱并拍摄了不同粒径样品的TEM照片。研究了纳米Y2O3∶Ln晶体粉末中发光中心的浓度猝灭现象和不同发光中心之间的能量传递行为。研究发现,在Y2O3纳米晶体粉末中,Tb3:5D4→7F5和Eu3+:5D0→7F2发光的浓度猝灭与体材料中相似,而Tb3+:5D3→7F5和Tm3+:1D2→3H4发光的猝灭浓度明显高于体材料。这是因为纳米微晶的界面会阻止能量传递的进行,产生较强的尺寸限制效应,抑制发光材料中发光中心之间能量传递的进行,但不同类型的能量传递对粒径尺寸变化的依赖关系不同。尺寸限制效应对长程相互作用类型的能量传递(如电偶极-电偶极相互作用)的抑制作用明显,对短程相互作用类型的能量传递(如交换相互作用)的影响较小。

高掺MgO:LiNbO_3晶体的性能、折射率和室温倍频研究

本文报导用自控提拉法生长的高掺 MgO:LiNbO_3晶体的性能、折射率、位相匹配角和室温下1.06μm 激光辐射的倍频。

3～5μm角度调谐LiNbO_3晶体光参量振荡器的技术研究

用LiNbO3作参量晶体、调QNd∶YAG( 1 .0 64μm)激光器做泵源 ,通过求出相位匹配点对有效非线性系数进行数值计算 ,找出有效非线性系数的最大值 ,从而求出该点对应的相位角和方位角 ,确定出进行角度调谐LiNbO3晶体的切割角 在理论计算过程中 ,用计算机模拟 ,得出了OPO的角度调谐曲线、有效非线性系数曲线和参量增益曲线 实验研究中实现了 3 69μm单点参量光输出 。

近化学计量比Ce∶Mn∶LiNbO_3晶体光折变性能研究

在LiNbO3中掺进0 .015mass%MnCO3和0 .1mass%CeO2,以Czchralski法生长Li/Nb比为1.38的近化学计量比Ce∶Mn∶Li NbO3(Ce∶Mn∶SLN)晶体和Li/Nb比为0.946的同成分Ce∶Mn∶Li NbO3(Ce∶Mn∶CLN)晶体.测试了晶体的红外光谱和紫外可见吸收光谱,讨论了Ce∶Mn∶SLN晶体OH-吸收峰和吸收边移动机理.利用二波耦合光路测试了晶体的指数增益系数,Ce∶Mn∶SLN晶体指数增益系数Γ达到27cm2-.同时,研究了Ce∶Mn∶SLN指数增益系数提高的机理.

K_2O助溶剂提拉法和富锂提拉法生长的近化学计量比LiNbO_3晶体性质的比较

分别采用K2O助溶剂提拉法和富锂提拉法生长了近化学计量比LiNbO3 晶体。比较了两种方法生长的晶体紫外吸收边和红外吸收谱的差别,光谱结果表明,K2O助溶剂提拉法生长的晶体组成非常均匀,而富锂提拉法生长的晶体组成不均匀,沿晶体生长方向,Li2O含量逐渐增加。另外,两种生长方法中,籽晶表面均看到螺旋状环,分析了其产生原因。

布儒斯特角切割LiNbO_3晶体的偏振态分析

基于琼斯矩阵和菲涅耳公式,建立了偏振光透过LiNbO3晶体的分析模型,研究了入射光偏振态、晶压等参数对输出光偏振态和p偏振态、s偏振态透射率的影响规律。搭建了分别含单块LiNbO3晶体、LiNbO3晶体和薄片、两块串联LiNbO3晶体的Ho,Tm,Cr:YAG激光电光调Q实验装置,并测得了输出激光的偏振态、输出能量等随晶压的变化关系曲线。

白光在LiNbO_3∶Fe晶体中写入的任意折射率分布光波导

在理论分析Li NbO3∶Fe晶体中光致折射率变化分布与写入光的强度分布之间关系的基础上,提出了一种在该晶体中写入具有任意折射率分布光波导的新方法.利用由白光经电寻址空间光调制器得到的强度分布不同的片光辐照晶体,分别写入了折射率呈误差函数分布和平方律分布的光波导结构.采用干涉法测量了晶体中的光致折射率变化,并用推导出的折射率变化分布解析表达式很好地拟合了测量数据.实验结果表明,该方法是可行的.利用白光光源结合高分辨率的空间光调制器有望在多种光折变材料中制备出具有任意折射率分布的高质量光波导.

LiNbO_3:Cr:ZnO晶体生长和光谱特性的研究

采用提拉法从近化学计量比的熔体中生长出尺寸为20mm×50mm的优质LiNbO3:Cr:ZnO(CZLN)晶体,其光学均匀度为7.59(10-5)。进行了吸收和荧光光谱的测定研究。吸收谱测试表明:Cr3+离子在晶体中有2个宽且强的吸收带及1个微弱的吸收线,两宽带中心波长分别为480和660nm,对应于4A2→4T1和4A2→4T2两个具有相同的总自旋能级之间的跃迁,在4A2→4T2吸收宽带的长波边缘处有个很小的吸收峰,其波长为727nm,对应于4A2→2E(R线)的跃迁。荧光测试表明:当激发波长为660nm时,CZLN晶体荧光宽带和1个较弱的荧光线峰并存,宽带范围为802～988nm,峰值波长为871nm,对应于4T2→2E,4A2的联合能级跃迁,荧光线峰波长约为754nm,其强度较弱,相应于2E→4A2(零声子线)能级跃迁。计算了晶场强度和Racah参数,其DqB=2.72,晶体属于强场介质。研究表明,CZLN晶体具备可调谐激光晶体的基本光谱要求,且有良好的物化性能,可以实现宽频带可调谐激光输出。它又具有较大的倍频系数,有望实现420nm附近紫外的自倍频激光输出。

掺杂过渡金属LiNbO_3的晶体化学和光谱性质

采用提拉法生长不同 Li/Nb 比和掺杂 LiNbO_3(LN):M(M=Cr、Co、Mn、Fe)单晶。对掺杂晶体进行γ辐照和 Li_2CO_3中加热还原处理以及空气中氧化处理,发现 Mn^(2+)(?)Mn^(3+)之间价态改变。使用美国的UV-5270型分光光度计和 BGO 光谱仪对四个样品进行吸收光谱测试,给出它们在300～800,800～2500nm 范围的吸收光谱和谱项分析,杂质是以 Mn^(2+)、Mn^(3+)、Co^(2+)、Fe^(2+)为主要形式分布在 LN 点阵里。并发现它们的短波禁带吸收与纯 LN 相比都不同程度地向长波移动。采用能量久期方程计算 O_h 场下掺 Cr^(3+)LN的库仑相互作用参数 B=609cm^(-1),C=3087cm^(-1),内晶场参数 D_q=1515cm^(-1),Cr^(3+)离子谱项的实验值和理论值一致。使用日本 HITACHI 65-50荧光谱仪对 LN∶O.1mole%Cr_2O_3和 LN∶O.1mole%Fe_2O_3晶体进行发光光谱和激发光谱测定,由 Cr^(3+)离子激活的 LN 晶体使用335nm 激发,观察到～780nm 附近有宽的发光带。它们的室温激发谱是通过捡测800nm 发射进行测量的,在紫外和可见区有三个宽的激发带,其峰值位置分别为330、470、640nm。本工作测量了//c 轴和⊥c 轴并在 Li_2CO_3里加热还原的掺 Fe 晶体的激发光谱和发光光谱。

铈系列双掺LiNbO_3晶体光折变效应的研究

在Ce :LiNbO3中掺进Mn2 O3、Eu2 O3和Fe2 O3生长Ce :LiNbO3,Ce :Mn :LiNbO3,Ce :Eu :LiNbO3和Ce :Fe :LiNbO3晶体 ,并对晶体进行了氧化还原处理。以二波耦合光路测试晶体的指数增益系数。推导有效载流子浓度的计算式 ,并且测算了有效载流子浓度的数值。指数增益系数和有效载流子浓度是衡量晶体光折变性能的重要参数。铈系列双掺LiNbO3晶体具有优良的光折变性能。