掺镁近化学计量比铌酸锂晶体的生长及周期极化研究

摘要

铌酸锂晶体具有非常优秀的非线性光学特性，同时还具有独特的声光、电光、压电及热电等性能，在非线性光学装置、声光器件、电光器件以及其他许多方面都有着大量的应用，是目前晶体材料研究的热点之一。铌酸锂晶体具有最大的非线性系数d33，可达25.2pm/V，由于这一特性存在，用准相位匹配技术制作的周期极化铌酸锂晶体（PPLN）已经广泛应用于倍频、差频以及光参量振荡等光学器件，在光通信，特别是在全光波长转换和交换等领域，也有着非常广阔的应用前景。
　　本项目分析了生长晶体全过程中几个主要工艺因素对晶体生成质量的影响，对生长掺镁近化学计量比铌酸锂晶体的一些工艺方法进行了改进。通过把握关键工艺参数，采用顶部籽晶提拉法，生长出了体积满足要求的大块优质掺镁近化学计量比铌酸锂晶体。
　　在此之后，使用外加电场法进行了掺镁近化学计量比铌酸锂晶片的周期极化，测量了晶片的矫顽场，对理论分析的结论进行了验证。同时改进了周期极化镀膜工艺，得到了合格的周期极化晶片。
　　最后，将制作的晶体进行了光学均匀性、居里温度以及紫外吸收边位置等测试，与现有数据比较，从而得出掺镁近化学计量比铌酸锂晶体的光学性能要远远优于同成分铌酸锂晶体。并利用制备的掺镁近化学计量比铌酸锂周期极化样品，使用波长为1064nm的激光器作为泵浦光进行了可调谐红外光试验，得到晶片温度场变化与输出红外波长之间的规律，从而判断周期极化晶片达到了预期要求。

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2 铌酸锂晶体的应用和制备

1.3 准相位匹配技术简介

1.4 本文主要研究内容

第2章 铌酸锂单晶的制备

2.1单晶生长装置

2.2原料的合成及熔体的准备

2.3单晶生长

2.4关键因素分析

2.5 本章小结

第3章 周期极化晶片的制备

3.1频谱调谐原理

3.2周期极化原理

3.3击穿风险分析

3.4周期极化铌酸锂的制备

3.5本章小结

第4章 单晶表征及周期极化晶片测试

4.1单晶锂含量表征

4.2镁掺杂表征

4.3温度调谐红外光试验

4.4本章小结

结论

参考文献

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