PbB-,4-O-,7-晶體的光譜和極化激元的分析研究.pdf

1、非線性光學晶體是重要的光電信息功能材料之一,是高新技術(shù)和現(xiàn)代軍事技術(shù)中不可缺少的關(guān)鍵材料。光譜分析是研究非線性光學晶體特征和性質(zhì)的主要工具和手段,其中THz時域光譜技術(shù)(TDS)是最近光譜分析的一個新領(lǐng)域,THz時域光譜技術(shù)能同時測得電磁波的振幅和相位。太赫茲波段波譜中包含了豐富的光譜信息,可精確測量物質(zhì)的色散和吸收特性及其物質(zhì)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)等。這種獨到的技術(shù)使得THz脈沖在物理、化學、生物醫(yī)學、電子科學、材料科學、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域有著廣泛的

2、應用前景。
　　 本論文主要介紹了分析研究所需要的理論知識,如透射、反射、吸收、介電函數(shù)等基本光學函數(shù)及其關(guān)系和理論推導公式;以閃鋅礦中的幾種兩元離子晶體為例介紹了極化激元的色散關(guān)系、介電性質(zhì)、LST關(guān)系和利用一維雙原子鏈模型計算鍵力常數(shù)及其討論。
　　 介紹了硼酸鉛晶體的結(jié)構(gòu)、生長方法、制備過程以及性能。并且利用XRD衍射儀對晶體結(jié)構(gòu)和性能進行了檢驗;參考PDF卡片中的信息來分析和驗證了實驗樣品是生長優(yōu)良的晶體。為PT

3、B晶體的實驗分析和理論計算提供基礎(chǔ)保障。
　　 計算了實驗樣品PTB晶體的布里淵區(qū)的大小和量子化波矢;采用兩種不同THz時域光譜儀測量了PTB晶體的太赫茲時域光譜,得到的實驗結(jié)果是一致的,并利用傅里葉變換得到了THz波段的頻域振幅譜和相位譜,根據(jù)光學函數(shù)關(guān)系推導出了THz波段的透射譜、反射譜、吸收譜、折射率譜和介電函數(shù)譜等,并對所得譜圖進行了分析研究。特別對THz波段的介電函數(shù)譜利用LST關(guān)系進行了擬合和多離子情況下公式的推廣,

4、從而估算出了介電函數(shù)中的一些參量,計算了極化激元的色散關(guān)系中的鍵力常數(shù),進而計算出了最低頻率的聲子聲學支和光學支的頻率范圍及頻率空隙。為PTB晶體的實際的極化激元實驗提供了參考。
　　 對紫外-可見-近紅外的透射譜、反射譜和吸收譜進行了分析研究。樣品在150～1200THz(5000～40000cm-1)都很穩(wěn)定,且反射和吸收率都很低。因此PbB4O7晶體很適合作為這個波段的性能優(yōu)良的光學窗口材料。實驗測得的拉曼光譜表現(xiàn)出了多聲