硅酸镓镧及其同构体单晶的生长、电光及其它性能的研究

摘要

电光Q开关是用于脉冲激光器中使之产生高能激光的重要器件.目前,常用的晶体电光Q开关主要是用DKDP和LiNbO<,3>晶体制作的.DKDP晶体光损伤阈值高,光学均匀性好,其电光Q开关一般在中、高功率激光器中使用.缺点在于DKDP晶体的电光Q开关利用晶体的纵向电光效应,器件半波电压高,且不可调;而且DKDP是水溶性晶体,容易潮解,在加工和使用过程中要加复杂的防潮装置,使用与维护不方便;此外,DKDP晶体为亚稳相生长,晶体生长难度大,周期长.LiNbO<,3>晶体制作的电光Q开关,利用晶体的横向电光效应,可以通过改变器件尺寸调节半波电压,LiNbO<,3>晶体采用提法拉生长,容易得到大尺寸单晶,其物理化学性质稳定,不潮解;但LiNbO<,3>晶体的光损伤阈值太低,大大限制了晶体的应用,其电光Q开关只能应用于小功率激光器中.因此,寻找新的电光晶体,制作性能更优的电光Q开关有重要的应用价值.硅酸镓镧(La<,3>Ga<,5>SiO<,14>,LGS)晶体在八十年初是作为激光晶本来研究的,随后其优异的压电性能成为人们关注的热点,大量文献报道了LGS晶体的生长和压电性能.LGS同构体单晶包括La<,3>Ga<,5.5>Ta<,0.5>O<,14>(LGT)、La<,3>Ga<,5.5>Nb<,0.5>O<,14>(LGN)以及Sr<,3>TaGa<,3>Si<,2>O<,14>(STGS)等晶体,他们与LGS晶体具有相同的结构,也有良好的压电性能,近年来也常有报道.实验测试发现LGS晶体具有较高的电光系数是该文开始研究LGS晶体电光Q开关应用的起点.该文的主要内容是研究了LGS及其同构件单晶的生长、电光性能和应用,以及晶体的其他性能.

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及关于学位论文使用授权的声明

第一章绪论

1.1电光晶体材料

1.1.1电光晶体的应用领域

1.1.2电光晶体材料分类

1.1.3电光晶体材料性能要求

1.2电光Q开关常用晶体材料

1.3硅酸镓镧及其同构体单晶研究背景

1.3.1晶体结构

1.3.2晶体生长

1.3.3晶体的基本性质

1.3.4晶体旋光性

1.3.5晶体的物理性质

1.4本文的研究内容

1.4.1晶体生长

1.4.2晶体缺陷研究和光学质量表征

1.4.3晶体的物理性能

1.4.4 LGS电光Q开关

1.4.5 LGS同构体晶体的物理性能和电光Q开关性能

1.4.6 Nd3+：LGT晶体生长和激光性能研究

参考文献

第二章晶体生长

2.1生长设备

2.2 LGS晶体生长

2.2.1多晶料合成

2.2.2 LGS晶体生长

2.3 LGS同构体单晶生长

2.3.1 LGT和LGN晶体生长

2.3.2 STGS晶体生长

2.4晶体生长相关问题的讨论

2.5本章小结

参考文献

第三章晶体缺陷与品质表征

3.1引言

3.2晶体缺陷的几种研究方法

3.2.1化学腐蚀法

3.2.2同步辐射X射线形貌术

3.2.3高分辨X射线衍射仪

3.3 LGS晶体缺陷

3.3.1化学腐蚀法观察晶体表面形貌

3.3.2同步辐射白光形貌术

3.3.3晶体的摇摆曲线

3.4 LGS晶体锥光干涉图

3.5本章小结

参考文献

第四章LGS晶体的物理性能

4.1 LGS晶体的热学性质

4.2 LGS晶体的电学性质

4.3 LGS晶体的光学性能

4.3.1透过率

4.3.2光损伤阈值

4.4 LGS 晶体的电光系数

4.5　本章小结

参考文献

第五章　LGS 晶体电光Q开关

5.1　LGS　晶体电光Q开关及其工作原理

5.1.1　LGS　晶体电光Q开关

5.1.2　LGS　晶体电光Q开关工作原理初步设计

5.2　晶体电光Q开关的消光比测试

5.3　LGS晶体电光Q开关最佳工作原理

5.4　LGS晶体电光Q开关性能测试

5.5　晶体质量的影响

5.6　与其他晶体电光Q开关相比较

5.7　本章小结

参考文献

第六章　LGS　同构体单晶的性能研究

6.1　比热与热膨胀系数

6.2　介电常数

6.3　晶体透过率

6.4　晶体电光Q开关的性能研究

6.5　本章小结

参考文献

第七章　ND3+:LGT 晶体生长与性能

7.1　ND3+:LGT　晶体生长

7.2　X射线衍射分析

7.3　ND3+：LGT　 晶体的吸收谱和荧光谱

7.3　ND：LGT　晶体激光性能

7.4　本章小结

参考文献

第八章　主要结论及有待进一步展开的工作

8.1　主要结论

8.2　创新点

8.3　有待进一步开展的工作

攻读学位期间发表的学术论文

攻读学位期间获得的奖励

致谢

学位论文评阅及答辩情况表