锌离子注入铌酸锂晶体的光谱特性

利用离子注入技术和氧气氛围高温退火制备了不同掺锌剂量的铌酸锂样品,并研究了锌离子浓度以及退火状态对铌酸锂晶体紫外和红外波段特性的影响。紫外波段,锌离子的注入使铌酸锂晶体的吸收边红移,退火后吸收边均与纯铌酸锂晶体的相同,锌离子的注入降低了铌酸锂晶体的透射率;红外波段,纯铌酸锂晶体分别在3486 cm-1、2851 cm-1和2917 cm-1处出现主次吸收峰,掺锌样品的主吸收峰位置与纯铌酸锂晶体相比发生微小的红移,X切向铌酸锂样品有明显的次吸收峰,而退火前Z切向铌酸锂样品的次吸收峰不明显,退火后吸收峰变锐利。锌离子的注入以及退火状态对铌酸锂晶体的透射率有影响,分别增强和减弱X切向和Z切向铌酸锂晶体的透射率。     

近化学计量比掺镁铌酸锂晶体特性研究

采用气相输运平衡技术,对同成分掺镁铌酸锂晶体薄片进行了近化学计量比处理.对处理后晶体的吸收特性、极化电场、抗光折变性能等进行了系统研究.实验结果表明,与同成分样品相比,近化学计量比掺镁铌酸锂晶体吸收边发生蓝移,光折变阈值提高4个量级,周期极化电场降低近1个量级.     

铌酸锂晶体：从全息存储到三维显示

铌酸锂晶体是一种多功能、多用途的人工晶体材料，具有温度稳定性好、易于光学冷加工、性能易调控等优势。作为典型的光折变晶体，铌酸锂被广泛应用于高密度光存储、激光物理、信息处理和计算等研究与应用领域。伴随海量存储及动态全息三维显示的巨大需求与快速发展，基于铌酸锂晶体的三维光存储及动态显示再次成为研究热点。针对上述研究与应用，综述了铌酸锂晶体光折变全息存储及显示的原理、研究历史和最新进展，并对未来可能的发展方向进行了展望。     

同成份掺杂铌酸锂晶体中紫外-红光非挥发全息存储的研究

我们研究了单掺镁、锌、铟的同成份铌酸锂晶体的紫外-红光双色非挥发全息存储性质。通过对不同掺杂浓度铌酸锂晶体的紫外-红光双色全息存储衍射效率、灵敏度、响应时间、动态范围等参数的测量，我们发现掺杂浓度超过抗光损伤阈值的同成份铌酸锂晶体在引入紫外光辐照后，响应时间明显缩短，双色记录灵敏度显著增加，而且存储机制不同于低于阈值浓度的晶体，均可以实现非挥发全息存储；并且，对于不同的掺杂离子，光折变光栅的形成机制也有所不同。     

LiNbO3电光调制器的优化设计与制作

铌酸锂晶体有良好的光声和电光性质,因而基于铌酸锂的集成光学器件已引起人们广泛关注。利用LiNbO3作为介质材料,设计M-Z干涉型强度调制器。选用低损耗的质子交换光工艺技术制备光波导。对质子交换铌酸锂光波导的制作工艺、波导特性及其应用进行了研究。对电极结构进行了优化设计。     

掺铒铌酸锂晶体光放大器的理论研究

阐述了掺铒铌酸锂晶体的光学性能.对由该材料制成的光放大器进行了理论分析.由此可以得出只要晶体的质量足够好.那么制成有实用价值的掺铒铌酸钾晶体光放大器是完全可能的.     

飞秒激光作用下光整流晶体的损伤阈值分析

光整流效应是产生太赫兹波的有效途径之一,而产生高功率太赫兹波则需要采用高强度的飞秒激光激励光整流晶体,但激光强度过大会造成晶体损伤,从而严重影响高功率太赫兹波的输出。因此,对光整流晶体的损伤阈值进行研究具有重要的理论意义与实用价值。通过对飞秒激光与非线性光整流晶体材料相互作用物理过程进行分析,建立了飞秒激光作用下光整流晶体损伤阈值的预估模型,比较分析了铌酸锂、碲化锌和硒化锌三种晶体材料的损伤阈值随飞秒激光脉宽的变化规律。结果表明,当飞秒激光的脉宽相对较小时,光致电离在整个作用过程中占主导地位,随着脉宽的增大,雪崩电离逐渐起主要作用;雪崩电离速率和光致电离速率均与晶体的禁带宽度密切有关,光整流晶体材料禁带宽度越大,晶体材料的损伤阈值越高;铌酸锂晶体的损伤阈值明显高于碲化锌和硒化锌晶体,更适合用于高功率太赫兹波的产生。     

双掺杂LiNbO3晶体光折变效应研究

研究了系列不同掺杂、不同掺杂浓度、单掺杂和双掺杂以及不同后处理态(生长态、还原态和氧化态)铌酸锂晶体的透过率光谱和光折变二波耦合效应。实验结果表明，高掺杂铌酸锂样品的透过率光谱范围较窄；双掺杂样品比单掺铁样品的抗光折变效应增强，光折变效应降低。氧化态样品具有较大的透过率光谱范围；还原态样品具有较大的光折变二波耦合增益特性。     

周期性极化掺镁铌酸锂晶体光参量振荡研究

为了实现高转化率3m红外激光光参量振荡输出,采用外加脉冲电场法在厚度为1mm、掺摩尔分数为0.05的镁铌酸锂晶体上成功制备了周期为31.2m的极化光栅,理论计算并模拟了1064nm激光抽运周期极化铌酸锂晶体时,闲频光波长随温度的对应关系,并进行了实验验证。利用1064nm声光调Q Nd:YAG激光器作为抽运源对样品进行了光学参量振荡实验,其中,脉冲激光脉宽为200ns,重复频率是20kHz。在控制温度为80℃、输入抽运光功率为5.567W时,光参量振荡输出波长3m的闲频光功率为1.141W,光光转换效率达到20.1%。结果表明,通过此方法制备的周期性极化铌酸锂晶体光参量振荡,具有较高的光光转换效率。     

双波长全息存储中的扇形噪音抑制

分析了普通配置下双波长存储中,不同波长偏离对扇形噪音读出的影响,并从实验上研究了掺铁铌酸锂晶体的最佳读出配置,为能使民存图像完整再现,使用了一个柱面镜来调整读出光的波前,在双掺铌酸锂晶体中实现了整幅图像高信噪比再现,达到了预期效果。     

Elimination of photorefractive grating writing instabilities in iron-doped lithium niobate

Two types of instabilities, one slow (seconds) and one fast (nanoseconds), are observed while writing volume gratings in bulk crystals of iron-doped lithium niobate using contra-directional two-beam coupling along the c axis. A method to eliminate the fast instability was achieved by coating the z surfaces of the crystal with either dielectric (anti-reflection) or transparent conductive coatings. For the second case, electrically shorting the crystal eliminated the slow instability.     

A Ferroelectric Frequency-Doubling Material-Potassium Lithium Niobate

The potassium lithium niobate crystals have been grown up. The shapes of solid-melt interfaces which maintaining the steady growth of the potassium lithium niobate crystals have been described. The optical transmission spectrum of the crystal has been surveyed. The perfected crystals showed good Second Harmonic Generation properties.     

780nm倍频激光器的研究

为了获得结构简单、成本相对低廉的高功率780nm激光, 采用了单块倍频晶体的腔外倍频方法。分布式反馈半导体激光器产生的连续激光注入光纤放大器后, 通过周期极化铌酸锂晶体进行准相位匹配, 取得了铷原子的饱和吸收光谱。结果表明, 该激光器产生了1.2W的倍频光, 具有较高的输出功率。这一结果对铷原子钟、原子干涉仪等冷原子物理实验的小型化是有帮助的。     

铁电晶体铌酸钾锂的拉曼和FT—IR光谱

用提拉法生长了完整透明的铁电铌酸钾锂晶体 .利用X 射线荧光光谱法测量分析了晶体的组成 .采用X 射线测量了晶体的结构 .用结构完整、组分均匀 ,尺寸为 6× 6× 7(a×b×c)mm3 的晶体样品 ,测量了晶体的拉曼光谱和红外折射光谱 .与其它钨青铜类晶体的晶格振动光谱进行比较 ,铌酸钾锂晶体中对称弯曲振动模式v5在拉曼光谱中分裂为 3个拉曼峰 ,反对称伸缩振动模式v3 和反对称弯曲振动模式v4在红外反射光谱中所对应的峰被加宽 ,v4被轻微分裂 .这表明晶体中这位于C格位的Li离子对晶体中铌氧八面体的拉曼光谱和红外反射光谱有较大的影响     

铁电晶体铌酸钾锂的倍频性能研究

用cw-Ti:sapphire激光对不同组成的熔体中生长得到的铌酸钾锂晶体进行了倍频性能研究。实验结果表明,只有当晶体中Li离子含量达到一定值时,铌酸钾锂晶体才具有非线性光学效应;晶体中Li离子含量越高,倍频性能越好,Li2O浓度为26mol％的熔体中生长得到的铌酸钾锂晶体的倍频实验的结果表明,该晶体能对820－960nm的近红外cw-Ti:sapphire激光倍频实现蓝绿光输出,具有较好的倍频性能。     

Holographically formed, highly selective. infra-red filter in iron-doped lithium niobate

The novel fabrication method and the performance of a volume holographic filter is described. Formed in a crystal of 0.04 mol% iron-doped lithium niobate the filter has an angular selectivity of 0.13° and a wavelength selectivity of less than 1 ? at a wavelength of 1.15 ?m.     

Features of propagation of surface acoustic waves in two-dimensional phononic crystals on the surface of a lithium niobate crystal

Two-dimensional phononic crystals are fabricated on the surface of a lithium niobate crystal. A numerical method is developed for calculating the frequency dependences of the transmission and reflection coefficients of a surface acoustic wave for a rectangular region with two-dimensional periodic structure on the surface of an elastic body. Measurements of the frequency dependences of the reflection and transmission coefficients are performed for propagation in the part of the lithium niobate crystal surface on which two-dimensional phononic crystals were fabricated. Forbidden zones are found in the transmission spectra of the waves transmitted through phononic crystals. It is shown that, if the width of the incident wave beam is less than the width of the region with the two-dimensional periodic structure (the two-dimensional phononic crystal), then a resonant increase in the transmission coefficient arises near the center of the rejection band.     

大面积三维光子晶体的制备与分析

采用中心带孔的多光楔棱镜产生多光束干涉图案 ,利用光诱导法在掺铁铌酸锂晶体中制作多种包括 光子准晶在内的大面积三维光子晶体。介绍了制作装置和实现方法,观测了两种光子晶体微 结构正面及侧 面结构特点,同时拍摄了光子晶体的布里渊区图。通过仿真计算定量分析光子晶体,详细分 析了三维结构 的周期性变化特点。提出通过改变光楔楔角角度实现对三维光子晶体周期的控制。利用布拉 格反射实验验证所做三维光子晶体的周期性,并测量了晶面间距。     

掺镁铌酸锂晶体抗光折变微观机理研究

研究了掺镁掺铁铌酸锂晶体的紫外，可见及红外光谱，首次发现当掺镁量超过通常所说的阈值（第一阀值）时，Fe^3 离子和部分Fe^2 离子的晶格占位由锂位变为铌位，但仍有部分Fe^2 离子留在锂位，晶体缺陷化学分析表明，继续增加掺镁量，占锂位的Fe^2 离子数瘵逐渐减小，当掺镁量达到另一个适当的值（第二阀值）时，全部Fe^2 都占铌位，晶体的抗光折变能力空前提高，这种现象称作双阀值效应。     

电光晶体用于快速变焦的设计

在利用晶体的电光效应实现快速变焦时,需要合理地设计电光晶体及电极结构。基于晶体电光效应的基本原理,提出了其设计的基本原则和思路,并通过对一次电光晶体(铌酸锂晶体)和二次电光晶体(钽铌酸钾晶体)内部非均匀电场及其总附加光程的模拟和比较,获得了优化的电光晶体及电极设计结果。在此基础上,开展了电光晶体用于快速变焦设计的性能分析,并讨论了电光晶体长度、外加电压等参数对总附加光程的影响。结果表明:电光晶体的附加光程调制的曲率半径随控制电压增大而减小,在加载电压不变的情况下随晶体厚度的增大而增大。因此,在实际应用中,需要对晶体厚度和加载电压综合进行考虑,以获得最佳的变焦效果。