不同摻雜鎂含量的鎂鏑鈮酸鋰晶體光學(xué)性能研究.pdf

1、本文采用提拉法生長了一系列Mg2+離子濃度分別為0、4、5和6 mol％的Mg∶ Dy∶LiNbO3晶體。對于摻雜不同Mg2+離子濃度后，Mg∶ Dy∶ LiNbO3晶體內(nèi)的缺陷結(jié)構(gòu)、紫外-可見-近紅外吸收光譜以及晶體抗光損傷能力強弱的影響進行了研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用電感耦合等離子發(fā)射光譜法(ICP-AES)測試Mg2+離子和Dy3+離子進入LiNbO3晶體中的實際含量，分析Mg2+離子摻雜濃度對晶體中Mg2+離子

2、和Dy3+離子的實際含量的影響。經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)，對于摻雜不同濃度Mg2+離子的晶體中，Mg2+離子和Dy3+離子的占位是有差異的。當摻雜Mg2+離子的濃度還未達到其閾值濃度時，Mg2+離子將會以替換Nb4+Li形成Mg+Li缺陷結(jié)構(gòu)的形式進入晶體中。而當摻雜Mg2+離子的濃度接近或高于閾值濃度時，Nb4+Li缺陷結(jié)構(gòu)將會全部被替換，此時Mg2+離子進入晶體后，為了達到電荷平衡，將占據(jù)正常晶格的Li位和Nb位，從而分別形成Mg+Li和Mg3-

3、Nb缺陷結(jié)構(gòu)。通過原子力顯微鏡(AFM)來測試Mg∶ Dy∶ LiNbO3晶體的表面形貌。實驗結(jié)果表明，Mg(4mol％)∶ Dy∶LiNbO3晶體表面粗糙度的均方根(rms)為14.758 nm，表明Mg∶ Dy∶ LiNbO3晶體的表面形貌是光滑的。⑵根據(jù)紫外-可見-近紅外吸收光譜的測試結(jié)果，本實驗中利用J-O理論，分別計算了不同M g2+離子濃度Mg∶ Dy∶ LiNbO3晶體的J-O強度參數(shù)。結(jié)果表明Mg(6mol％)∶Dy∶L

4、iNbO3晶體的J-O理論強度參數(shù)分別為Ω2=7.53×10-20 cm2，Ω4=6.98×10-20cm2和Ω6=3.09×10-20 cm2。獲得Mg(6mol％)∶ Dy∶ LiNbO3晶體的光譜質(zhì)量因子(X=2.26)要比本文中其他樣品以及已報道其他Dy摻雜晶體高。⑶選擇光散射曝光能量流閾值法對Mg∶ Dy∶ LiNbO3晶體的抗光損傷性能進行研究與分析，結(jié)論為Mg2+的摻雜濃度越高，Mg∶ Dy∶ LiNbO3晶體的抗光損傷能