近化學(xué)計量比鈮酸鋰晶體生長及準(zhǔn)相位匹配器件研究.pdf

1、準(zhǔn)相位匹配(QPM)技術(shù)是一種獲得高的非線性頻率變換效率的相位匹配技術(shù)。近幾年來，隨著一批新型優(yōu)質(zhì)非線性光學(xué)晶體的發(fā)明、成熟和大量應(yīng)用，尤其是摻氧化鎂的周期極化鈮酸鋰晶體(MgO:PPLN)的出現(xiàn)，使得基于準(zhǔn)相位匹配技術(shù)的光學(xué)參量振蕩器的研究取得很多重要成果，也促進了光參量振蕩器在相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)譜測量、環(huán)境監(jiān)測、紅外干擾和對抗等很多領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　通過提拉法成功制備了摻鎂近化學(xué)計量比鈮酸鋰晶體，進行了基于Mg

2、O:PPSLN晶體的準(zhǔn)相位匹配連續(xù)可調(diào)諧的中紅外光參量振蕩器的理論與實驗研究工作。主要工作如下：
　　(1)闡述了基于準(zhǔn)相位匹配的非線性變換技術(shù)的發(fā)展歷史，對連續(xù)可調(diào)諧中紅外光參量振蕩器的研究現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢做了廣泛的調(diào)研，明確了研究工作的重點和方向；分析了與連續(xù)可調(diào)諧中紅外光參量振蕩器相關(guān)的基礎(chǔ)理論，包括光參量振蕩器和產(chǎn)生器中的三波互作用理論、準(zhǔn)相位匹配理論、光參量振蕩器的基本理論等。在此基礎(chǔ)上，開展了對單軸晶體中三波互相作用的

3、理論分析及計算，包括相位匹配、走離、允許角、有效非線性系數(shù)等；并建立了鈮酸鋰晶體的光參量震蕩過程的模型，給出了其耦合波方程。
　　(2)用提拉法生長出了化學(xué)計量比摻鎂鈮酸鋰晶體，并對晶體進行了紅外吸收光譜、紫外-可見光吸收光譜、居里溫度和矯頑場等性能測試。通過居里溫度的測量，計算出SLN晶體Li的含量，估算出晶體中[Li]/[Nb]之比在49.7~49.8之間，說明我們生長的晶體組分一致性較好。根據(jù)鋰空位模型，討論了離子的占位情況

4、，初步表征了摻鎂鈮酸鋰晶體，表明鎂的摻雜量達到了抗光損傷閾值的濃度。
　　(3)利用室溫下外加電場極化的方法對鈮酸鋰晶片進行極化。在極化試驗中研究了晶體疇結(jié)構(gòu)的變化，根據(jù)實驗設(shè)計出周期性極化電壓波形和周期，采用短脈沖極化電場法對極化電流的熱效應(yīng)抑制而消除了晶體結(jié)構(gòu)均勻性對極化光柵的影響，成功制備出了周期結(jié)構(gòu)均勻、占空比為50％的周期極化SLN晶片，其為Z向切割1.0mm厚，周期為30μm。
　　(4)以波長1.064μm的聲