近化學(xué)計量比鈮酸鋰晶體制備及其疇極化反轉(zhuǎn)電場的研究.pdf

1、鈮酸鋰晶體分子式為LiNbO3，是一種由人工合成的晶體，它是用于準(zhǔn)相位匹配技術(shù)的優(yōu)良材料。目前用于準(zhǔn)相位匹配的鈮酸鋰晶體多為同成分鈮酸鋰晶體，這種鈮酸鋰晶體在室溫下使用外加電場極化法進行疇極化反轉(zhuǎn)時，需要大于21kV/mm的極化電場，如此大的極化電場導(dǎo)致極化電壓過大，容易擊穿晶體，這就限制了晶體的厚度，給極化反轉(zhuǎn)帶來很大的困難。目前周期極化同成分鈮酸鋰晶體的厚度大多不超過0.5mm，這個厚度影響了通光孔徑，不利于輸出功率的提高和輸出光束

2、頻率的快速調(diào)諧[1]。
　　 為了解決同成分鈮酸鋰晶體極化電場過大這一問題，人們將目光投向了近化學(xué)計量比鈮酸鋰晶體。與同成分鈮酸鋰晶體相比，近化學(xué)計量比鈮酸鋰晶體具有更加優(yōu)異的電光性能，更為關(guān)鍵的是隨著晶體中的鋰含量的提高，鈮酸鋰晶體的疇極化反轉(zhuǎn)電場隨之降低。對于近化學(xué)計量比鈮酸鋰晶體的生長，已經(jīng)涌現(xiàn)出助熔劑法、氣相輸運平衡法、雙坩堝法、區(qū)熔法等方法，這些方法都各有其優(yōu)勢與不足，目前尚沒有一種實用的近化學(xué)計量比鈮酸鋰晶體的生長方

3、法。
　　 另外，使用外加電場法對晶體進行周期極化時，晶體的均勻性對結(jié)果影響比較大。如何制備均勻性高的晶體也是目前所需要解決的問題。
　　 針對以上所述的關(guān)鍵問題，本論文的主要工作為：
　　 第一，通過提拉法生長了同成分鈮酸鋰晶體；采用“大堝拉小晶體”的方法直接從鋰鈮比58.5/41.5配比的原料中生長近化學(xué)計量比鈮酸鋰晶體；采用助熔劑提拉法，在氧化鉀摻入量6mol％和8mol%的情況下，生長出了質(zhì)量較高的近化學(xué)

4、計量比鈮酸鋰晶體。又采用氣相輸運平衡法，對上述制備的鈮酸鋰晶體進行后處理，獲得了鋰含量更高的近化學(xué)計量比鈮酸鋰晶片。
　　 第二，通過喇曼光譜、紫外吸收邊等方法，測量了制備的鈮酸鋰晶體的組分；搭建一套極化反轉(zhuǎn)電場測量儀器，測量了所制備的鈮酸鋰晶體的疇極化反轉(zhuǎn)電場：根據(jù)鋰空位模型對疇極化反轉(zhuǎn)電場變化的微觀機理進行了分析。
　　 第三，對制備的晶體極化電場的均勻性做了測試，結(jié)果顯示經(jīng)過VTE方法處理的晶體，其鋰含量更高，極化