掺铒铌酸锂晶体的光谱数据与斯塔克能级
LiNbO_3:Mg,Er晶体的光谱性质

LiNbO_3:Mg,Er晶体的光谱性质张洪喜;徐崇泉;强亮生;商学彬【期刊名称】《中国稀土学报》【年(卷),期】1992(10)1【摘要】铌酸锂(LiNbO_3)晶体是优良的电光和非线性光学材料。
自从该晶体的光折变损伤被克服以来,MgO与稀土离子双掺LiNbO_3晶体的研究开始活跃起来,并首先在LiNbO_3:Mg,Nd中获得1.093μm和自倍频0.546μm激光输出。
Er^(3+)是重要的激活离子,可在十几个通道实现激光输出。
作者曾在文献[2]和[3]中首次报道了LiNbO_3,Er晶体生长特性及表面分析的研究结果,本文将介绍该晶体的光谱特性,并讨论LiNbO_3:Mg,Er晶体作为激光材料的可能性。
【总页数】3页(P78-80)【关键词】晶体;光谱性质;能级;光谱参数【作者】张洪喜;徐崇泉;强亮生;商学彬【作者单位】哈尔滨工业大学应用化学系【正文语种】中文【中图分类】O734.1【相关文献】1.Tm3+和Ln3+(Ln3+=Yb3+,Er3+,Pr3+,Ho3+,Eu3+)共掺氟化物纳米晶体的光谱学性质 [J], 高当丽;郑海荣;田宇;雷瑜;崔敏;何恩节;张喜生2.激光晶体Zr∶Yb∶LiNbO_3的生长及光谱性质研究 [J], 李百中;李铮;施振华;刘有臣;张沛雄;程继萌;杭寅3.Er∶LaAl_3(BO_3)_4晶体的生长和光谱性质研究 [J], 姚倩;张俊英;李静;王继扬4.Er:GSGG晶体的光谱性质分析及激光特性模拟研究 [J], 黄荔;郭强;罗建乔;王首长;周健;吴朝辉5.Tm:LiNbO_3晶体的光谱学性质研究 [J], 阮永丰;王晓明;李宝凌;李文润因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
铌酸锂晶体资料

公共面和氧八面体的三重轴垂直。许多个
顺电相中,每个堆垛中的氧
Nb的氧八面体,两个在其
Li的氧八面体(图中未用直线连接),在其八面体空隙中,
由Li原子占据,1/3为Nb,1/3为空穴。沿着C轴方向,原子排
Nb、空穴、Li、Nb、空穴、Li,……铁电相中,Li和
都沿着C轴发生了位移,在C轴产生了电偶极矩,即出现了自发
【1】。
R3C,晶格常数为:a=b=5.14829
。,c=13.8631A。。各原子坐标如下【2】:
基失坐标:a→
=(√3/2,-1/2,0),a→2=(0,1,0),a→3=(0,0,3)
wyckoff符号【3】:
沿着C轴方向,每个八面体之间以共面
-LiO
-NbO6-VacO6-LiO6-NbO6-VacO6-…(VacO6表示空位八
理想的堆积情况在局部被打乱,如图所示,
【5】。
பைடு நூலகம்
【4】为无缺陷铌酸锂晶体的三维晶体结构,下图【5】为缺
由于锂离子和铌离子的半径几乎
且处于相似的畸变氧八面体中,但由于Nb5+-O2-键强度大约是
and dielectric properties of their sinters [J].CHINESE JOURNAL OF
. 2006, 19(5)
+-O2-键强度的5倍,所以LN晶体中易于形成本征缺陷,即锂位被
并且晶体必须保持电中性,形成了LN晶体的缺陷结构。
CASTEP软件进行直接计算。在能带
LDA)的CA-PZ(一种局域近
网络的特殊K点取样来完成的,结构优化和性
铌酸锂晶体

铌酸锂晶体简介铌酸锂晶体(Lithium niobate,简称LN)是一种非线性光学晶体,具有广泛的应用领域,包括通信、光电子学和激光技术等。
它以其优异的非线性光学性能和稳定性而闻名,被广泛应用于光学调制器、光学开关、光学放大器和光学谐波发生器等领域。
结构与性质铌酸锂晶体属于三斜晶系,晶体结构为中空针晶(Hollow needle-like)。
其化学式为LiNbO3,摩尔质量为147.87g/mol。
铌酸锂晶体的晶格常数为a = 5.1477 Å,b =5.1975 Å,c = 13.863 Å,α = 90°,β = 90°,γ = 120°。
铌酸锂晶体具有良好的光学性能,主要包括: - 高非线性系数:铌酸锂晶体的非线性系数是有机非线性晶体的几十倍,达到约30pm/V,在非线性光学领域具有重要的应用价值。
- 宽光谱宽度:铌酸锂晶体具有宽波导带宽数量和连续调制特性,可用于调制不同波长的光信号。
- 良好的稳定性:铌酸锂晶体具有优异的热稳定性和光学稳定性,在高温和大功率应用中表现出色。
制备方法铌酸锂晶体一般通过实验室合成的方法制备。
主要制备方法有: 1. 水热法:将适量的铌酸、碳酸锂和稀硝酸混合,并在高温高压条件下反应,生成铌酸锂晶体。
然后,通过过滤、干燥、研磨等步骤得到铌酸锂晶体的粉末。
2. 溶胶-凝胶法:将铌酸锂的溶胶和凝胶混合,并通过热处理使溶胶凝胶转化为固体铌酸锂晶体。
应用领域铌酸锂晶体在光学通信、光电子学和激光技术等领域有广泛的应用,主要包括以下几个方面:1.光学调制器:铌酸锂晶体具有优异的光电效应,可以用作光学调制器,实现对光信号的调制和控制,广泛应用于光通信系统中。
2.光学开关:由于铌酸锂晶体具有快速响应时间和低驱动电压的优点,可以制成高速光学开关,用于光信号的切换和调制。
3.光学放大器:铌酸锂晶体基于拉曼放大效应制成的光学放大器具有宽带、高增益和低噪声等特点,可以用于光纤通信和光电子设备中。
铌酸锂晶体光谱特性的研究

锆铁铌酸锂晶体生长及其光谱性能研究摘要本论文中采用提拉法生长了一系列Zr:Fe:LiNbO3晶体,研究了晶体的生长工艺、结构及光谱性能。
在晶体生长部分中,对晶体生长的工艺参数进行了探索与优化,确定了合理的生长工艺,生长出了质量较好的晶体,并对生长出的晶体进行了极化、切割、抛光等处理。
Fe:LiNbO3晶体由于具有较高的衍射效率和灵敏度而成为最重要的全息存储材料之一。
然而,Fe:LiNbO3晶体仍然存在两点不足之处,即响应时间长和抗光散射能力低。
所以,需要寻找一种响应速度和抗光散射能力优于Fe:LiNbO3晶体的全息存储材料。
我们采用提拉法生长了熔体中[Li]/[Nb]比分别为0.85、1.05和1.38的Zr:Fe:LiNbO3晶体。
X射线衍射测试表明,Zr离子进入晶体后,首先取代反位铌(+4Nb)离LiZr缺陷。
对样品的紫外-可见吸收光谱测试结果表子,占据Li位形成+3Li明,随着[Li]/[Nb]比增加,吸收边逐渐紫移。
在室温下对样品的红外光谱进行了测试,从样品的红外光谱测试结果可以看出,随着[Li]/[Nb]比增加,OH-吸收峰的位置没有发生较大的移动,但吸收峰的强度逐渐减小。
研究结果表明,Zr是一种有效提高Fe:LiNbO3晶体抗光散射性能的掺杂离子。
Zr:Fe:LiNbO3晶体是一种较好的体全息存储材料。
关键词铌酸锂晶体;晶体生长;光谱性能Zirconium Iron Lithium Niobate Crystal Growthand Spectral PropertiesAbstractSeries of Zr:Fe:LiNbO 3 crystals were grown by the Czochralski method. The growth and structure and the optical properties of the crystals were studied.In the part of crystal growth, the technological parameters of crystal growth were explored and optimized ,the reasonable technological parameters were decided and the high quality crystals were grown. The crystals as-grown were processed by poling 、cutting and polishing.X-ray diffraction tests show that, Zr ions into the crystal, the first thing toreplace trans Nb(+4Li Nb ) ions occupy Li-bit form +3Li Zr defects. The defectstructure was analyzed by UV-vis spectroscopy, which shows that the absorption edges shift to the violet with the [Li]/[Nb] ratio increase. The infrared transmittance was measured by a Fourier infrared spectrometer at room temperature. With the [Li]/[Nb] ratio increase, the locations of OH - vibration peaks change slightly, but the intensity of OH - vibration peaks decrease.Zr is a more effective doping element for Fe:LiNbO 3 crystal to improve its optical damage resistance properties. It is proved that Zr:Fe:LiNbO 3 crystal is a good holographic storage material.Keywords Zr:Fe:LiNbO 3 crystal; Crystal Growth; Spectral Properties目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 铌酸锂晶体 (1)1.2 铌酸锂晶体的结构及缺陷 (1)1.2.1 铌酸锂晶体的结构 (1)1.2.2 铌酸锂晶体的本征缺陷 (2)1.2.3 铌酸锂晶体的非本征缺陷 (3)1.3 铌酸锂晶体的掺杂改性 (4)1.3.1 光折变敏感离子掺杂 (4)1.3.2 抗光折变离子掺杂 (5)1.3.3 激光离子掺杂 (5)1.3.4 掺杂离子之间的互补效应 (6)1.3.5 双掺杂铌酸锂晶体的光致变色效应 (6)1.4 本章研究的目的及意义 (7)1.5 本课题研究的内容 (7)第2章锆铁铌酸锂晶体的生长 (8)2.1 引言 (8)2.2 锆铁铌酸锂晶体生长的技术进展 (8)2.3 掺杂离子的选择 (9)2.4 锆铁铌酸锂晶体生长设备装置 (10)2.4.1 提拉法生长晶体 (10)2.4.2 晶体生长设备装置 (10)2.5 铌酸锂晶体生长工艺 (11)2.5.1 温度梯度 (11)2.5.2 晶体的提拉速度 (12)2.5.3 晶体的旋转速度 (13)2.6 锆铁铌酸锂晶体的生长的原料配比 (13)2.6.1 晶体的生长过程 (14)2.7 锆铁铌酸锂晶体的极化处理 (16)2.8 锆铁铌酸锂晶体的加工 (17)2.9 本章小结 (17)第3章锆铁铌酸锂晶X射线衍射 (18)3.2 X射线衍射的基本原理 (19)3.3 X射线衍射的试验结果分析 (20)3.4 本章小节 (22)第4章锆铁铌酸锂红外、紫外光谱测试 (23)4.1 红外吸收光谱 (23)4.2 红外吸收光谱测试结果 (24)4.3 紫外吸收光谱 (25)4.4 紫外吸收光谱测试结果 (27)4.5 本章小节 (29)结论 (39)致谢 (40)参考文献 (41)附录A (43)附录B (57)第1章绪论1.1铌酸锂晶体铌酸锂(LiNbO3,简称LN)晶体是一种重要的人工合成多功能压电、铁电和电光晶体[1]。
钽酸锂和铌酸锂还原单晶晶片明度与色差技术要求及测量方法

钽酸锂和铌酸锂还原单晶晶片明度与色差技术要求及测量方法全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:钽酸锂和铌酸锂是目前广泛应用于光学领域的材料,其在制备单晶晶片时需要满足一定的明度和色差技术要求。
本文将介绍钽酸锂和铌酸锂还原单晶晶片的明度和色差技术要求,并详细阐述测量方法,希望对相关研究和生产工作有所帮助。
一、明度技术要求:明度是一个表征材料透明度和光线反射能力的重要参数,对于光学晶片来说,其明度直接影响其在光学设备中的表现。
钽酸锂和铌酸锂的还原单晶晶片在明度要求上应满足以下标准:1. 明度值应高于90%,这样可以保证晶片的透明度和清晰度;2. 晶片表面应平整无气泡、无瑕疵,确保光线透射不受干扰;3. 晶片在不同方向上的明度应基本一致,避免出现局部光线衰减或反射不均匀的情况。
三、明度和色差的测量方法:1. 明度测量方法:常用的明度测量仪器有光度计和光谱相机。
在实验室条件下,可使用光度计对晶片透射和反射的光强进行测量,通过计算得到明度值。
对于大尺寸晶片或复杂形状晶片,可使用光谱相机对其进行全方位的明度测量。
2. 色差测量方法:常用的色差测量仪器有色差仪和光谱分析仪。
色差仪能够快速准确地测量晶片的色差值,并提供颜色坐标信息。
光谱分析仪可对晶片透射和反射的光谱进行高精度的分析,从而得到更详细的色差数据。
四、结语:钽酸锂和铌酸锂作为光学材料,在制备单晶晶片时需要严格控制其明度和色差。
明度和色差是衡量晶片光学性能的重要参数,对其进行准确测量和评估能够提高晶片在光学设备中的表现和稳定性。
在实际生产过程中,可以采用光度计、光谱相机、色差仪和光谱分析仪等仪器进行明度和色差的测量,从而确保晶片符合要求。
希望通过本文的介绍,读者能够更加了解钽酸锂和铌酸锂还原单晶晶片的技术要求和测量方法,为相关研究和生产提供参考。
【字数:186】第二篇示例:钽酸锂和铌酸锂是一种常用的光学材料,具有优异的光学性能和热稳定性。
在光学领域中,钽酸锂和铌酸锂单晶晶片广泛应用于激光器、光通信、光电显示、光学调制器等。
《锂铌比变化铪锰铁三掺铌酸锂晶体生长及光折变性能研究》范文

《锂铌比变化铪锰铁三掺铌酸锂晶体生长及光折变性能研究》篇一锂铌比变化对铪锰铁三掺铌酸锂晶体生长及光折变性能研究一、引言随着科技的飞速发展,晶体材料在光电子器件、光通信、光存储等领域的应用日益广泛。
铌酸锂(LiNbO3)晶体作为一种重要的非线性光学晶体,具有优异的电光效应和光折变性能,因此受到了广泛关注。
近年来,通过掺杂不同元素来调控铌酸锂晶体的性能已成为研究热点。
本研究主要关注锂铌比变化对铪(Hf)、锰(Mn)、铁(Fe)三掺铌酸锂晶体的生长过程及其光折变性能的影响。
二、实验材料与方法1. 材料准备实验所用药品主要包括铌酸锂原料、铪、锰、铁等掺杂元素。
选择合适纯度的原料,按照所需比例混合。
2. 晶体生长采用提拉法生长铪锰铁三掺铌酸锂晶体。
通过调整锂铌比,观察晶体生长过程中的变化。
3. 性能测试利用光谱仪、光折变仪等设备,测试晶体的光学性能和光折变性能。
三、锂铌比变化对晶体生长的影响1. 晶体形态随着锂铌比的变化,晶体的形态发生明显变化。
锂含量较高时,晶体呈现较好的透明度,而铌含量较高时,晶体表面出现更多缺陷。
2. 生长速度锂铌比的变化对晶体的生长速度有显著影响。
适当调整锂铌比,可以提高晶体的生长速度,同时降低生长过程中的应力,有利于获得高质量的晶体。
四、锂铌比变化对光折变性能的影响1. 吸收光谱不同锂铌比下的晶体在吸收光谱上表现出明显差异。
适当调整锂铌比可以优化晶体的光谱性能,提高其在特定波长范围内的光吸收能力。
2. 光折变效应铪锰铁三掺铌酸锂晶体具有优异的光折变性能。
随着锂铌比的变化,晶体的光折变效应发生明显变化。
适当调整锂铌比可以优化晶体的光折变性能,提高其在光电子器件、光通信、光存储等领域的应用潜力。
五、结果与讨论1. 结果总结通过实验发现,锂铌比的变化对铪锰铁三掺铌酸锂晶体的生长过程及光折变性能具有显著影响。
适当调整锂铌比可以优化晶体的形态、生长速度、光谱性能及光折变性能。
2. 讨论与展望本研究为进一步优化铪锰铁三掺铌酸锂晶体的性能提供了理论依据。
大直径掺钕铌酸锂晶体生长及其光学性能研究

表 1中我们 的测试 结果 说 明了随着 钕掺人 浓度 的增 加 大直径 N :ib , d L O 晶体中钕 的分凝 系数 明显减 小 ,这与掺镁铌 酸锂 晶体 中 N M 的分凝 系数 随 M 的掺入 浓度的变化相似 也对钕 的高浓度掺入 g g , 带 了一定的 困难 。
的红外谱 吸收峰 的形状和位置基本是相 同的 H 0振动吸收峰都是 一 测定 N :ib dL O 晶体 的吸收光谱 的 目的在于确定其吸 收峰的波 N 位于 3 8c - . 4 3m - 并且随着钕掺人浓度的增加 H 0振动吸收峰的位 置 处 一 晒 ㈣ 嘶 ㈣ 长和半高宽 . 为选择泵浦源提供精确 的实验依据 没有发生任何的变化。根据锂空位模型 .ib L O 晶体中有两种缺陷 . N 一 我们在室温下测量了 L :d N N 晶体 、N N 晶体和 L : d 晶体的 L :乩 NN, 。 种是锂空位 ( 缺陷, v) 一种是反位铌 ( b 缺陷目 N ) 。在锂空位处显一 e电 紫外- 可见吸收谱。 结果如图 3 所示 , 掺钕的三个样品的吸收谱中吸收峰的 性 . 易吸引 H使之 聚集在锂空位附近 。在 N :i b , 它容 + d LN O 晶体 中, 钕 位置形状完全一致.与同 成分纯铌酸锂晶体相比.dL b , N :i O 晶体的吸收 N 含量 比较低 的情况下 N , d+ 取代锂并 占据锂 位 . Ndu 以  ̄形式存在 . 它对 谱具有丰富的吸收峰。从吸收光谱可以看到. 三个样品在 59m58m 1n , n , 2
H 排斥作用 . + 唷 H 不会聚集于此 .所 以吸收峰反 映的仍是 聚集在锂空 5 9 m,9 n 7 2 m,5 n 8 2m,7 n 84 m,9 n 8 n 5 8 m,4 n 7 1m,1n 8 2 m,8 n 8 6m处有强烈 的 位附近的 O 振动情况 随着钕含量增加 到一定程度 . d @同时 占据 H一 NS + 吸收峰,这是 N : N O 晶体能够具有激光 陛 dL b , i 能的一个有利条件。其中 锂位 和铌位【 7 5 】 。图 所示 . — H O振动吸收峰位置和形状基本一致 . 我们 5 8 m处 的吸收最 强 ,是利用率最高 的泵浦 光波长 。8 2 m 8 2 m 9n 1n , n , 7 认为 L : d ̄ N N o 晶体、 N N n晶体和 L : d 晶体 中, d 是一直 占据 . L : d5 NNl D N3 + 8 4 m.9n 8 n 86 m这四个峰值可以采用 锂位 的
铌酸锂晶体的研究与分析

铌酸锂晶体的研究与分析摘要本⽂基于新型线性电光效应耦合波理论,通过设定超晶格周期极化铌酸锂晶体倒格⽮参数,从⽽弥补双折射时o光和e光折射率不同造成的相位失配。
计算有效电光系数,推倒耦合波⽅程的解析解。
并利⽤matlab进⾏线性仿真,研究温度,波长,外加电场和晶体占空⽐变化时对于电光效应中的转换效率的影响。
仿真的数值结果表明:随着温度与相位匹配时对应的温度的差值的增⼤,相位失配量将增加,从⽽导致转换效率呈峰值逐渐降低的波动形式趋于零,当温度满⾜相位匹配时转换效率最⾼;此外晶体极化周期数量的增加,将使得转换效率的波动更加剧烈,其值也降低的更快,波动次数也将增多。
改变波长的情况基本类似于温度,仅在波动细节上有细微差距。
⽽电场对转换效率的影响则是成正⽐的线性关系。
此外我们所取的占空⽐约等于0.25和0.75时将可以使转换效率取到最⼤值。
关键词铌酸锂;电光效应;耦合波;转换效率AbstractBased on the new wave coupling theory of linear electro-optic effect. By setting the gratingcrystal, we compensate for the wave vector parameters of periodically poled LiNbO3phase-matched which is caused by different index of refraction of the o-ray and e-ray when birefringence happens.We can calculate the effective electro-optic coefficient of the system . Through the analytical solution of the wave coupling equations, use matlab to do linear simulation, and study on the influence of the conversion efficiency in the electro-optical effect when temperature, wavelength, electric field intensity and crystal duty cycle change.Numerical simulation results show that,with the increasing difference made by temperature which corresponds to the temperature and phase matching, the amount of phase mismatch will increase.it results in an increase of phase mismatch, thus causing the conversion efficiency to assume the fluctuating form tending to zero which the peak value reduces gradually; when the temperature satisfies phase match,conversion efficiency is the highest. In addition when the number of the crystal polarization cycle increases,the fluctuation of the conversion efficiency will be more violent,the value will also reduce faster and the number of fluctuations will increase. The situation of the wave length is similar with the temperature.There is just only little discrepancy on the fluctuation in details of the conversion efficiency.But the influence of the electric field to transfer efficiency is the proportional linear relationship.In addition, when the duty cycle is equivalent to about 0.75 and 0.25,the conversion rate can be taken to the maximum.Key words LiNbO; electro-optical effect; coupled wave; conversion efficiency3⽬录摘要.................................................................................................................................... I Abstract . (II)第1章绪论 (1)1.1 引⾔ (1)1.2 电光效应的理论发展 (1)1.3 研究⽅向和内容 (2)1.4 本章⼩结 (3)晶体电光效应理论 (4)第2章LiNbO32.1 电光效应基本椭球理论 (4)2.2 LiNbO晶体的电光效应 (6)3晶体(PPLN)的制备 (8)2.3 周期性极化LiNbO32.4 线性电光效应耦合波理论 (9)2.5 本章⼩结 (11)第3章LiNbO的晶体结构和性质 (12)3晶体结构 (12)3.1 LiNbO33.2 LiNbO晶体基本性质 (13)3晶体特点 (13)3.3 LiNbO33.4 PPLN晶体的应⽤ (14)3.5 LiNbO晶体Sellmeier⽅程 (14)33.6 本章⼩结 (15)第4章系统结构和参数设定 (16)4.1 相关参数说明 (16)4.2 PPLN结构参数设定 (16)4.3 有效电光系数设定 (17)4.4 本章⼩结 (18)第5章线性仿真与讨论 (19)5.1 温度T的改变对转换效率η的影响 (19)5.2 波长λ的改变对转换效率η的影响 (22)5.3 外电场E的改变对转换效率η的影响 (24) 5.4 晶体占空⽐D的改变对转换效率η的影响 (24)5.5 本章⼩结 (25)结论 (26)参考⽂献 (27)致谢 (28)第1章绪论1.1 引⾔根据光的电磁理论我们知道,光波是⼀种电磁波。
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掺铒铌酸锂晶体的光谱数据与斯塔克能级
阮永丰;李宝凌;李文润;万良风
【期刊名称】《人工晶体学报》
【年(卷),期】1995(24)4
【摘要】本文首次报导了掺铒铌酸锂晶体的光学性质和光谱数据,包括吸收光谱、发射光谱、荧光寿命及有效截面等。
分析了跃迁的能级归属和晶格场作用下的Stark劈裂,评价了利用此种材料实现1.5μm和550nm输出的激光运转系统,并估算了阈值泵浦功率。
【总页数】6页(P272-277)
【关键词】激光晶体;光谱;能级;铌酸锂晶体;掺铒
【作者】阮永丰;李宝凌;李文润;万良风
【作者单位】天津大学物理系
【正文语种】中文
【中图分类】TN244
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阮永丰
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