用于集成光學的稀土摻雜的鈮酸鋰晶體的制備.pdf

1、用于集成光學的稀土摻雜的鈮酸鋰晶體的用于集成光學的稀土摻雜的鈮酸鋰晶體的制備制備FabricationofrareearthdopedLiNbO3crystalfIntegratedOptics學科專業(yè)：光學工程研究生：張文柱指導教師：張德龍教授天津大學精密儀器與光電子工程學院二零一二年十二月摘要稀土摻雜鈮酸鋰晶體（RareearthdopedLiNbO3）不但具有鈮酸鋰晶體的良好的電光、聲光、非線性特性，而且具有稀土離子的激光特性，所

2、以它是集成光學中光有源波導器件基底的理想材料。本文研究了Tm3在同成份鈮酸鋰晶體的擴散特性以及Tm3摻雜對鈮酸鋰晶體基底的折射率影響以及Li2O組份的影響。以若干X切和Z切同成份鈮酸鋰為基片，分別鍍上1531nm的Tm膜，之后分別在10301130℃溫度下熱擴散2070小時。熱擴散之后，在1311和1553nm波長下對晶體表面鍍過Tm3和沒有鍍過Tm3的部分分別進行折射率測量進而得到晶體表面的Li2O組份。結果顯示，和Ti4摻雜相比，T

3、m3摻雜對鈮酸鋰晶體折射率變化的影響非常小的。鈮酸鋰晶體表面鍍過Tm3和沒有鍍過Tm3的部分Li2O組份是相同的。Li外擴主要由擴散溫度決定。在1100℃下，Li外擴并不嚴重。而在1130℃30h的擴散使鈮酸鋰晶體Li2O組份減小了0.20.3mol%。利用二次離子質(zhì)譜對Tm3分布及其擴散性進行研究。結果顯示，擴散的Tm3離子呈余誤差函數(shù)，通過計算獲得了Tm3在鈮酸鋰晶體中的擴散系數(shù)、擴散常數(shù)、激活能、溶解度、溶解度常數(shù)、溶解熱這些參數(shù)

4、。本文同時研究了Tm3和Er3共摻在同成份鈮酸鋰晶體的擴散特性以及Tm3和Er3共摻對鈮酸鋰晶體基底的折射率影響以及Li2O組份的影響。利用和前文相同的研究方法，以若干X切和Z切同成份鈮酸鋰為基片，先后鍍上2040nm的Tm膜和Er膜，之后分別在10301130℃溫度下熱擴散2070小時。結果顯示，和Ti4摻雜相比，Tm3和Er3摻雜對鈮酸鋰晶體折射率變化的影響非常小的。Li外擴主要由擴散溫度決定。利用二次離子質(zhì)譜對Tm3和Er3分布及