Co2+,Zn2+双掺杂铌酸锂晶体的坩埚下降法生长及其光谱特性

在LiNbO3中掺入0．1％（摩尔分数．下同）的CoO与3％,6％的ZnO,采用坩埚下降法技术生长了双掺杂的Co^2＋：Zn^2＋：LiNbO3晶体。用X射线衍射与差热分析表征了获得的晶体。测定了晶体不同部位在350～2500nm波段的吸收光谱。研究表明：Co离子位于LiNbO3晶体的崎变的氧八面体中,呈现＋2价,沿着生长方向Co^2＋在晶体中的浓度逐渐减少。ZnO的掺杂有效地抑制了Co^2＋离子在晶体中的掺入,使得Co^2＋在晶体中浓度的分布变得均匀。同时发现：ZnO的掺入使得上部晶体的熔点升高。从化学组分的角度解释了产生熔点变化的原因。观测到了750nm波长的荧光发射带。[编者按]     

In∶Yb∶Er∶LiNbO_3晶体的生长和光谱性能

采用提拉法生长了掺0.25%(摩尔分数,下同)Yb2O3,0.25%Er2O3和(0.5%、1.0%、1.5%)In2O3的3种同成分In∶Yb∶Er∶LiNbO3晶体。通过晶体的红外光谱,解释了In3+,Yb3+和Er3+在晶体中的占位,由于Yb3+和Er3+离子的掺入,在In∶Yb∶Er∶LiNbO3晶体中In3+既占据Li位又部分占据Nb位,使2%In∶Yb∶Er∶LiNbO3晶体达到阈值浓度。采用980nm二极管激光器测试了In∶Yb∶Er∶LiNbO3晶体上转换发射光谱。结果表明:晶体的绿光上转换发射中心波段位于525、550nm处,分别相应于Er3+的2 H11/2→4 I15/2跃迁和4 S3/2→4 I15/2跃迁;上转换红光发射中心波段在660nm处,对应Er3+的4 F9/2→4 I15/2辐射跃迁。In3+能提高Yb∶Er∶LiNbO3晶体的抗光损伤能力,改变Er3+和Yb3+的局部环境及Yb3+对Er3+的敏化作用,使得In∶Yb∶Er∶LiNbO3晶体发光性能改变。     

掺杂LiNbO3晶体的光折变性能

在LiNbO3中掺进CeO2 ,MnCO3生长Ce∶LiNbO3和Ce∶Mn∶LiNbO3晶体 ,晶体被极化和还原处理。X射线衍射仪测试晶体的晶格常数 ,采用UV -Spectrophotometer测试晶体的吸收光谱。讨论了掺杂离子对晶格常数的影响、掺杂离子在晶体中的占位及使LiNbO3晶体吸收边发生红移的机理。利用二波耦合实验测试了晶体的指数增益系数、衍射效率和响应时间 ,结果表明 :Ce∶Mn∶LiNbO3晶体的最大指数增益系数达到 2 2cm- 1 ,Ce∶LiNbO3晶体的最大指数增益系数为 17cm- 1 ;Ce∶Mn∶LiNbO3和Ce∶LiNbO3晶体的有效载流子浓度分别为 0 .4× 10 1 5cm- 3和 0 .2× 10 1 5cm- 3;最大衍射效率分别为 85 %和 72 % ;Ce∶LiNbO3和Ce∶Mn∶LiNbO3晶体的二波耦合响应时间分别为 3min和 3.5min。与Ce∶LiNbO3晶体相比 ,Ce∶Mn∶LiNbO3是性能更为优良的光折变晶体     

Mg∶Er∶LiNbO_3晶体的生长和抗光损伤性能

在1%(摩尔分数,下同)Er∶LiNbO3中分别掺入2%,4%,6%的MgO,用提拉法生长Mg∶Er∶LiNbO3晶体。用X射线荧光光谱仪 测试Mg∶Er∶LiNbO3晶体中Mg和Er的分凝系数。采用m线法研究Mg∶Er∶LiNbO3晶体波导基片光损伤阈值。结果表明:随着Mg2+浓 度的增加,Er3+在LiNbO3中的分凝系数下降。6%Mg∶l%Er∶LiNbO3晶体波导基片光损伤阈值比l%Er∶LiNbO3基片提高2个数量级以 上。采用锂空位模型讨论Mg∶Er∶LiNbO3晶体光损伤阈值提高的机理。     

In∶Ho∶LiNbO3晶体的生长及抗光损伤性能

在同成分铌酸锂(LiNbO3)晶体中掺入1%(摩尔分数,下同)Ho2O3和分别为0,1%,3%,5%的In2O3,采用提拉法生长In∶Ho∶LiNbO3晶体.测试晶体的紫外-可见吸收光谱、双折射梯度和抗光损伤能力.结果表明:随着In∶Ho∶LiNbO3晶体中In3+含量的增加,吸收谱中吸收边连续紫移;5%In∶1%Ho...     

近化学计量比Cu:Fe:LiNbO3晶体的生长及蓝光优化光折变性能

以K2O为助溶剂在LiNbO3中掺入0.15%(质量分数,下同)CuO,0.03%和0.05%Fe～03,用顶部籽晶溶液生长法生长近化学计量比Cu:Fe:LiNbO3晶体.以Ar+激光器的488nm激光为光源测试Cu:Fe:LiNbO3晶体的光激载流子类型,采用二波耦合光路测试了晶体的光折变存储性能,并与633nm红光...     

Mg∶In∶LiNbO_3晶体波导基片光损伤性能研究

在LiNbO3中掺入 3%MgO和 1%In2 O3(摩尔分数 ,下同 ) ,采用Czochralski法生长了 3%Mg∶2 %In∶LiNbO3晶体。极化后 ,对晶体进行氧化和还原处理。利用光斑畸变法 ,测试了晶体在 488.0nm波长下的抗光损伤能力 ,结果表明 :Mg∶In∶LiNbO3晶体抗光损伤能力比LiNbO3晶体提高 2个数量级以上。通过Li空位模型 ,研究了Mg∶In∶LiNbO3晶体抗光损伤能力增强的机理。利用苯甲酸质子交换法制备了几种晶体的光波导基片 ,并采用m -线法测试了 y切型波导基片在 632 .8nm波长下的光损伤阈值 ,Mg∶In∶LiNbO3光波导基片的抗光损伤能力也相应提高了 2个数量级     

Zn:Fe:LiNbO3单晶的坩埚下降法生长及其成分研究

通过优选合适的化学原料，用坩埚下降法生长出了无宏观缺陷的Zn：Fe：LiNbO3(Zn：Fe：LN)单晶。生长的工艺参数是：用微凸生长界面生长，生长速度为1～3mm／h，温度梯度为20～30℃／cm。用X射线衍射及DTA对晶体进行了分析；测定了晶体的吸收光谱。结果表明：所有Zn：Fe：LN晶体中的Fe^2 浓度沿生长方向增加；掺杂3％ZnO(摩尔分数)的Zn：Fe：LN单晶中的Fe^2 浓度沿生长方向的变化量比掺杂6％ZnO的大。从坩埚下降法的温场特点、晶体的热处理过程、环境气氛，以及ZnO组分对Fe离子的排斥作用解释了产生Fe^2 离子浓度变化的原因。     

Co掺杂对化学气相输运法合成ZnO形貌影响

采用化学气相输运法,研究了在蓝宝石基片上大比例掺杂Co生成的ZnO晶体形貌.分别选用Co2O3与ZnO的质量比3%、5%、7%、15%、20%5种不同含量的样品,通过电子显微镜发现得到的晶体呈六棱结构,一般显露柱面m{1010}、正锥面p{1011}、负极面c{0001}和正极面c{0001},随着Co掺入量的增加得到的Zn1-xCoO晶体表面趋于光滑,晶体六棱结构趋于不对称,锥面面积减小,极性生长特性减弱.Zn1-xCoxO晶体的X射线能谱图显示Co的掺入量与原料配比中Co的量几乎成正比,Co可以大比例掺入ZnO晶体中.     

Mg:Ho:LiNbO3晶体的生长及其激光性能

在生长LiNbO3的熔体中掺进1%(摩尔分数,下同)的Ho2O3和分别掺入1%,4%,5%MgO,用提拉法生长Mg:Ho:LiNbO3晶体.测量了晶体的光谱性能和抗激光损伤能力.结果表明:5%Mg:1%Ho:LiNbO3晶体红外光谱的OH-吸收峰移到3 534 cm-1;晶体抗光损伤能力比LiNbO3晶体提高2个数量级以上.随着Mg:Ho:LiNbO3晶体中Mg2 浓度的增加,吸收光谱中吸收边连续紫移;Mg:Ho:LiNbO3晶体最强的跃迁光谱项为3I8→5G6,对应的吸收波长为459nm,是最佳泵浦波长.晶体的荧光光谱表明:Mg:Ho:LiNbO3晶体较易实现激光振荡的是4S2→5I8和5I7→5I8跃迁,对应的发射波长分别为546nm和2011nm,选用波长为620nm的激光激发Mg:Ho:LiNbO3晶体,由其上转换荧光光谱得到波长为523nm的荧光,实现了红绿光的转换.     

Fe∶In∶LiNbO_3晶体近红外非挥发全息存储实验研究

采用双中心存储方式在双掺杂Fe∶In∶LiNbO3晶体中实现了近红外非挥发全息存储,研究了Fe∶In∶LiNbO3晶体在1064nm波长下的全息存储性能。实验结果表明:使用近红外光作为存储光时,其存储灵敏度随存储时间和光透射掩膜图夹角的变化趋势与双中心短波长存储时不同。通过与传统双掺杂铌酸锂晶体的可见波段存储效果对比,发现同时掺杂Fe和In离子可增强晶体对近红外光的吸收,获得更高的浅中心光生伏特系数,从而能够在Fe∶In∶LiNbO3晶体中实现近红外波段的光折变全息存储。     

低温燃烧法合成SrZnO_2:Sm~(3+),Li~+及其发光性能研究

采用低温燃烧法合成了SrZnO2:Sm3+,Li+红色荧光体,并用X射线衍射谱、扫描电镜图及荧光光谱对样品结构、形貌和发光性能进行了研究。结果表明,Sm3+离子和Li+离子成功地掺入了SrZnO2基质中,所得样品为正交晶系结构的SrZnO2物相;Sm3+离子在SrZnO2基质中主要占据Sr2+离子不对称性格位,发射来源于5G5/2→6H7/2605nm为主的橙红色光;样品呈比较规则的球形颗粒,分散性好,粒径为100～400nm;Li+离子的掺入能显著提高SrZnO2:Sm3+发光强度,当掺杂比n(Sm3+)∶n(Li+)=1∶3时,发光强度增幅最大。     

不同矿化剂浓度合成Zn1-xCoxO粉体研究

本实验采用水热法,以ZnSO_47H_2O为和Co(NO_3)_26H_2O为原料,以NaOH作为矿化剂(浓度为2 mol/L、3 mol/L、4 mol/L),在180℃保温24 h条件下,合成Zn_(1-x)Co_xO(x=0、0.05、0.1、0.15)稀磁半导体。通过XRD测试发现,矿化剂浓度对Co掺杂ZnO影响随着Co含量越高,峰值越低。扫描电镜显示:ZnO晶体呈针状,掺杂Co2+后,在长度方向上发生改变,当x=0.05时呈长方形块状,x=0.1时掺杂后的晶体呈块状,x=0.15时晶体以颗粒状的形貌出现,说明Co的掺杂在一定程度上影响了ZnO纳米晶体的生长。     

Cu∶Co∶Sr_xBa_(1-x)Nb_2O_6晶体光折变效应的研究

在SrxBal-xNb2 O6 (SBN)晶体中掺进CuO和Co3O4,采用硅钼棒加热体 ,以Czochralski法生长了Cu :Co :SBN晶体。通过二波耦合光路测试了晶体的光折变性能。Cu∶Co∶SBN晶体的最大衍射效率为 74% ,最大折射率变化为 7.9× 10 - 5,光折变灵敏度为 4.8× 10 - 4 cm3/J,并给出了晶体响应时间与光强的关系。利用四波混频光路测试了晶体的自泵浦位相共轭反射率和响应时间。用Cu∶Co∶SBN晶体作为存储元件 ,Mg∶Fe∶LiNbO3晶体为位相共轭反射镜 ,以增益反馈系统 ,实现关联存储实验。     

杂质离子在Sr(NO_3)_2晶体中分凝行为的研究

本工作研究了Ba2 + ,Pb2 + ,Ca2 + 等 9种金属离子在Sr(NO3) 2 晶体生长过程中的分凝行为 .采用蒸发溶剂方法生长晶体 .蒸发溶剂的温度固定在 45℃ .掺杂离子在初始溶液中的浓度的摩尔分数为 0 .2 %～ 0 .0 2 % .使用等离子发射光谱和电子探针测定了杂质离子在溶液和晶体中的分布 .研究发现 :主体相Sr(NO3) 2 和杂质硝酸盐结构的类同性 ,是杂质离子易于进入晶格的关键因素 ;杂质硝酸盐的溶解度越小 ,杂质越容易进入晶体 ;在同一晶体中Ba2 + 离子在 (10 0 )扇形富集 ,它与晶体在不同结晶方向的表面结构有关 .     

Mg:Mn:Fe:LiNbO_3晶体永久性全息存储研究

在Mn∶Fe∶LiNbO3中掺进 6%MgO(摩尔分数 )采用Czochralski技术生长Mg∶Mn∶Fe∶LiNbO3晶体。晶体在Li2 CO3粉末中经 5 0 0℃下2 4h的还原处理和在Nb2 O3粉末中经 110 0℃下 10h的氧化处理。晶体的测试结果表明 ,Mg∶Mn∶Fe∶LiNbO3晶体的抗光散射能力比Mn∶Fe∶LiNbO3晶体提高 1个数量级以上。采用He-Ne激光作为记录光 ,紫外光作选通光 ,用双光子法测试Mg∶Mn∶Fe∶LiNbO3晶体二波耦合衍射效率。双光子稳态衍射效率为 η0 =5 2 % ,固定衍射效率为 ηG=2 9% ,记录时间为 40min ,记录速度比Mn∶Fe∶LiNbO3晶体提高 3倍。对记录光、选通光的作用和三掺杂Mg∶Mn∶Fe∶LiNbO3晶体双光子全息存储的机理进行研究     

Sc：Mn：Fe：LiNbO_3晶体的缺陷结构及抗光损伤能力(英文)

采用提拉法生长了不同Sc掺杂的Sc:Mn:Fe:LiNbO3晶体,通过紫外-可见光谱测试分析了Sc:Mn:Fe:LiNbO3晶体的缺陷结构,利用光斑畸变法表征了其抗光损伤能力.结果表明:当Sc2O3的浓度超过阈值浓度(1.5%,摩尔分数)时,Sc:Mn:Fe:LiNbO3晶体的抗光损伤能力远远高于未达到阈值浓度的晶体,其紫外-可见光谱将发生红移;当Sc2O3的浓度未达到阈值浓度时,随着Sc掺量的增加,Sc:Mn:Fe:LiNbO3晶体的紫外-可见光谱将发生紫移.     

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%Hf0.05?: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HfFe:LiNbO3晶体全息图像热固定实验,加热温度为120℃,加热时间为40 min,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=6.1×109s;20℃下衰减时间为115年,比Fe:LiNbO3的衰减时间(5.2年)长20倍.     

In离子在掺杂LiNbO3晶体中的占位研究

测量了掺In系列LiNbO3晶体的吸收光谱和红外透射光谱,研究了In离子在掺In系列的固液同成分配比LiNbO3晶体中的占位情况。在In^3 的掺入量低于阈值3％(摩尔分数)时,In离子占据NbLi^4 位;在掺入量高于阈值3％时,In^3 占据NbNb位和LiLi位。利用光斑畸变法得到掺In系列LiNbO3晶体的抗光损伤能力,发现在In^3 掺入量高于阈值3％时的抗光损伤能力增强,比掺入量低于阈值的晶体高1～3个数量级。通过In^3 的占位情况讨论了In系列掺杂LiNbO3晶体抗光损伤能力增强的机理。     

Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体的全息存储性能

在同成分铌酸锂晶体中掺入0.03?2O3和0.1%MnO2(质量分数),分别掺入0,1%,3%,4.5%,6%的MgO(摩尔分数),用提拉法生长了一系列Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体.检测了Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体的红外光谱和抗光损伤能力.掺0,1%,3%,4.5%Mg的Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体的OH-红外振动峰位于3484cm-1,而掺6%Mg的Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体红外振动峰移到3 535gm-1.采用波长为632nm的He-Ne激光器作为光源,通过二波耦合方法测试晶体的全息存储性能.结果表明:Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体的写入时间和动态范围随掺镁量的增加而显著减小,而光折变灵敏度略有上升,抗光损伤性能增强,其中掺镁量为3%Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体更适合作为全息存储介质.