Hf：Fe：LiNbO-,3-晶體的生長(zhǎng)與性能研究.pdf

1、Fe:LiNbO3晶體作為全息存儲(chǔ)材料具有衍射效率高和保存時(shí)間長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)存在響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、抗光散射能力差的缺點(diǎn)。 本研究通過(guò)摻入HfO2可以克服這些缺點(diǎn)來(lái)提高其存儲(chǔ)性能。用提拉法生長(zhǎng)出一系列Hf:Fe:LiNbO3晶體，并對(duì)晶體進(jìn)行極化和加工處理。通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)并結(jié)合理論分析，設(shè)計(jì)了合適的溫場(chǎng)，適宜的提拉速度和旋轉(zhuǎn)速度等晶體生長(zhǎng)的工藝參數(shù)。運(yùn)用X-射線技術(shù)，對(duì)Hf:Fe:LiNbO3晶體進(jìn)行了物相分析，測(cè)定了晶體的晶體常數(shù)結(jié)構(gòu)

2、和晶格常數(shù)。測(cè)試結(jié)果表明，Hf:Fe:LiNbO3晶體仍然保持純鈮酸鋰LiNbO3晶體的晶體結(jié)構(gòu)，但是其晶格常數(shù)隨摻雜情況不同和Li/Nb比不同而變化。測(cè)試了Hf:Fe:LiNbO3晶體的紅外吸收光譜和紫外-可見(jiàn)吸收光譜，分析了不同摻雜濃度及不同Li/Nb比的Hf:Fe:LiNbO3晶體的吸收邊相對(duì)移動(dòng)的現(xiàn)象，確定了Hf4+的摻雜閾值濃度為4mol％。研究表明，Hf:Fe:LiNbO3中，Hf4+首先取代占據(jù)Li位的反位Nb，完全取代后

3、，才開(kāi)始取代正常晶格上的Li+，這一結(jié)果和X-射線衍射測(cè)試結(jié)果相符。 本文用直接觀測(cè)光斑畸變法測(cè)試了Hf:Fe:LiNbO3晶體的抗光折變能力，結(jié)果顯示Hf:Fe:LiNbO3晶體的抗光折變能力比摻Fe的LiNbO3晶體的抗光折變能力提高2個(gè)數(shù)量級(jí)以上，且隨著[Li]/[Nb]比增加抗光折變能力增加。研究了晶體的指數(shù)增益系數(shù)的溫度突變異常。從20°到120°之間測(cè)量Hf:Fe:LiNbO3晶體指數(shù)增益系數(shù)隨溫度變化曲線，發(fā)現(xiàn)在5