氧化和还原处理对Fe:LiNbO_3晶体光折变效应的影响

光折变晶体是当前高科技领域,尤其是在国防、航天、通讯等领域中应用广泛的功能材料,可用作全息记录介质、相位共轭反射镜、放大器、光开关等,铌酸锂(LiNbO_3)是其中重要的一类.掺杂可以有效地改善LiNbO_3晶体的光折变性能,如掺镁可提高晶体的抗光损伤能力,掺铁可提高晶体的光折变灵敏度.适当的氧化和还原处理可以改变晶体中掺杂离子的价态和晶体中的缺陷分布,从而影响晶体的光折变性能.我们生长的Fe:LiNbO_3,经过氧化和还原处理后,晶体的光折变性能有较大变化.这里介绍了掺铁铌酸锂的氧化和还原处理工艺条件,研究了处理前后晶体光折变性能的变化,并对这种氧化、还原作用的机理进行了初步探讨.     

双掺(铜、铈)KNSBN晶体生长及高反射率自泵浦相位共轭的测量

钾钠铌酸锶钡(KNSBN)晶体是目前几种重要的光折变铁电晶体材料之一.KNSBN晶体不仅具有优异的光折变性能,而且与其它光折变晶体材料相比有许多优点,如:(1)易生长较大的单晶;(2)无孪晶,无90°畴,易极化、加工;(3)可以在较大固熔体范围内进行单晶生长,生长组分可调节;(4)易进行不同元素掺杂等.近些年来,人们对不同组分、不同元素掺杂     

铌酸锂晶体中Ce~(3+)→Eu~(3+)能量传递

利用敏化剂来提高发光及激光材料的性能已为广大研究者所熟悉。实验证明双掺对光折变晶体的性能也有较大的影响。特别是易变价离子,可以大大提高光折变灵敏度。作者在生长了具有良好光折变效应的掺铈铌酸锂(Ce:LiNbO_3,Ce:LN)的基础上,生长出铈铕双掺的     

Ce:LiNbO_3晶体双光束耦合的温度特性

温度对光折变效应的影响是光折变非线性光学中一个值得研究的问题,Cheng等研究了半导体光折变材料的这一问题,并指出氧化物光折变材料由于禁带宽度太宽而很难从实验上观测到温度的影响,我们在稳态下对掺铈铌酸锂晶体进行了实验研究,非常明显地观测到了温度对双光束耦合过程的影响,用Kukhtarve的带导模型和稳态耦合波方程,可以从理论上半定量地解释实验现象。     

大直径钾钠铌酸锶钡单晶生长及形态

钾钠铌酸锶钡[(K_(1-x)Na_x)_(2m)(Sr_(1-y)Ba_y)_(1-m)Nb_2O_6,简称KNSBN]系列单晶是目前能实现描式自泵浦位相共轭波输出最好的光折变材料之一.由于该系列晶体具有大的电光系数,高的自泵浦位相共轭反射率和快的光折变响应时间,近年来在光折变研究领域一直受到国内外研究工作者的重视.许多研究单位用该晶体进行了国际上广泛开展的应用研究.实验证明:该系列晶体在图象处理方面具有很高的分辨率.预言该晶体在光学神经网络、相锁模激光器等方面有广泛的应用前景.     

掺镁、铁铌酸锂晶体缺陷结构的变化模型

铌酸锂晶体是一种重要的电光材料,可是光致折射率变化(即光损伤)限制了它的应用范围。晶体中的光折变效应主要来源于晶体中的过渡元素如Fe、Cu等杂质的影响。1980年仲跻国等人报道,当在熔体中掺入摩尔分数4.6％或更多的MgO时,生长出的铌酸锂晶体的抗光损伤能力提高两个数量级,Bryan复证了这个结果,并观察到掺镁浓度的阈值效应,即在阈值浓度前后,铌酸锂晶体的若干性质如光电导、OH~-吸收峰的位置、以及色心吸收谱等出现突变。实验表明,抗光损伤能力的增强,不是由于光伏特电流的减小,而是光电导率成倍增长的缘故。Gerson发现,高浓度掺镁铌酸锂晶体中起陷阱作用的Fe~(3+)对电子的俘获截面大大低于未掺镁或少量镁的铌酸锂晶体。由此可见,弄清高浓度掺镁引起晶体缺陷结构变化及其与光折变中心的相互作用机制对于提高晶体抗光损伤能力以及进一步控制和利用光折变具有重要意义。     

LiNbO_3∶Mg,Ti晶体中钛的浓度对镁浓度阈值的影响

铌酸锂晶体是制造光波导的重要材料,扩散钛的光波导已经得到了广泛的应用。但是,光折变效应限制了扩散钛的纯铌酸锂光波导的应用范围。自从1980年仲跻国等人发现了高掺镁会使铌酸锂晶体的抗光折变能力大大提高以后,以高掺镁铌酸锂晶体为基片的扩散钛的光波导得到了广泛的研究。实验发现,高掺镁扩散钛的光波导的性能有很大的提高,但扩散钛后抗光折变性能有所下降,说明铌酸锂晶体中同时掺入镁和钛离子后,非本征缺陷发生了变化。我们利用OH~-红外吸收光谱,研究了高掺镁、钛铌酸锂晶体的缺陷结构,分析了掺镁、钛铌酸锂晶体抗光损伤能力下降的微观机制。     

掺Cr和掺Pr的Bi_4Ge_3O_(12)晶体的线性光伏效应

锗酸铋Bi_4Ge_3O_(12)(BGO)属于立方晶系,43m点群,是硅铋矿Bi_4Si_3O_(12)(BSO)的同型晶体。BGO晶体也是一种极好的闪烁材料,用于高能粒子或射线的探测。此外,Moya等报道了BGO:Cr是一种很有希望的光折变材料。     

铌酸锂晶体中一种新的OH~-吸收带

铌酸锂(LiNbO_3)单晶和光波导在激光技术中被广泛用作电光、声光和非线性光学材料。但这类晶体中极易发生的光折变效应已成为进一步提高光电子器件性能的严重障碍。将大于4.6mol％MgO加入生长LiNbO_3晶体的一致熔化组分的熔体中,晶体抗光伤能力有成百倍的增加;而且已经判明,这一改进并不是由于光伏电流的减少,而是由于晶体光电导率的增加。     

LiNbO3∶Mg,Ti晶体中钛的浓度对镁浓度阈值的影响

<正> 铌酸锂晶体是制造光波导的重要材料,扩散钛的光波导已经得到了广泛的应用。但是,光折变效应限制了扩散钛的纯铌酸锂光波导的应用范围。自从1980年仲跻国等人发现了高掺镁会使铌酸锂晶体的抗光折变能力大大提高以后,以高掺镁铌酸锂晶体为基片的扩散钛的光波导得到了广泛的研究。实验发现,高掺镁扩散钛的光波导的性能有很大的提高,但扩散钛后抗光折变性能有所下降,说明铌酸锂晶体中同时掺入镁和钛离子后,非本征缺陷发生了变化。我们利用OH^-红外吸收光谱,研究了高掺镁、钛铌酸锂晶体的缺陷结构,分析了掺镁、钛铌酸锂晶体抗光损伤能力下降的微观机制。     

光折变材料钛酸钡晶体

我所生长的钛酸钡单晶已于1988年12月6日在北京通过鉴定。钛酸钡材料是人们发现的第一个氧化物铁电体。近年来,它的光折变特性在非线性光学研究中受到了广泛重视。在光折变材料中,人们对它特别感兴     

光折变振荡器中光场的横向分布及时空不稳定

在时间域上,对于光学非线性系统中一定条件下所出现的不稳定与混沌现象人们已作了大量的工作.近几年,随着不断对光学系统横向效应的注意,这一方面的工作也有单纯研究系统的时间行为向时空方向深入.这些非线性系统不仅包括熟知的激光放大系统,还包括近年来人们越来越感兴趣的光折变振荡器 在实验中,这种振荡器同样表现出丰富的时空行为,例如光场横向空间上相位奇点的出现、横模巡游及时空混沌现象等等.而且与激光振荡器相比时空现象更容易观察,从而为研究非线性系统的时空动力学行为提供了较好的物理模型.两束光通过光折变介质时,干涉强度花样所感应出的折射率光栅,在一定条件下将引起两束光之间能量的转移,从而使得一束光在通过介质后得到放大.由此可构成以光折变材料为增益介质的振荡器,1986年这种振荡器首先在BasiO_3晶体上得到了实现.在理论方面,虽然已给出了光折变振荡器的一些输出特性,其中包括多模的竟争现象,但却未能完全反映     

LiNbO_3晶体在75℃附近的异常性能

等曾用偏光干涉法测量了LiNbO_3晶体双折射率随温度的变化,在室温-150℃范围内测得一个很宽的钟形峰.他们还观察了b面的生长条纹,升温至140℃以下即完全消失.他们认为双折射率△n的变化是光折变所引起,而△n与条纹的消失是由于对光折变有贡献的富Nb层错的相状态在130℃发生了变化.     

用于光学图象处理的高效光折变BaTiO_3薄片

为了提高光折变性能,研究和使用了45°切割的BaTiO_3晶体。理论上,当光栅的波矢K_g和晶体的C轴成45°角时,BaTiO_3晶体的两波混频增益具有极大值。然而,对厚样品而言,由于扇形散射的缘故,其有效增益通常是被降低了。在稳态情况下,45°切割样品的有效两波混频增益往往低于具有相同尺寸的0°切割的样品。利用其扇形散射的特性,45°     

Ce:KNSBN晶体中的光扇效应及其图像存储

采用非同时读出条件下的两波耦合实验装置, 以单束光入射Ce:KNSBN光折变晶体, 研究了入射光强度和光入射角对Ce:KNSBN晶体中光扇效应的影响. 研究发现, 光扇效应存在明显的入射光强度阈值特性, 入射光强度阈值为38.2 mW/cm²; 对应相同的入射光强度, 光入射角θ 为15°时稳态光扇强度I_fsat最强. 研究了入射光调制对晶体中光扇噪声及体全息存储的影响, 入射光调制抑制了光扇噪声对Ce:KNSBN晶体两波耦合及体全息存储的影响, 使得再现图像质量得到了明显改善.     

掺杂铌酸锂晶体高增益角度范围的加宽

近年来,光折变效应的研究正在向深度及广度方向发展.其中光学信号放大作为一项专门的应用受到了普遍关注.人们利用调节样品最佳掺杂种类及浓度或采用一些特殊技术来提高光折变晶体的增益.但是,迄今为止,高增益的角度响应范围一般是较窄的,即指数增益系数Γ随光束夹角2θ的依赖关系曲线有明显峰值.本文首次报道了有效拓宽掺杂铌酸锂(LINbO_3,简写作LN)晶体高增益角度响应范围的实验结果.给出了大角光致散射效应加强能量耦合的机理分析.文中还首次报道了透射信号的放大倍数γ超过入射光束光强比β的结果,以及较高起始衍射效率较大增量的自增强的结果,且比较了不同泵浦光光束尺度对放大倍数的影响,从而进一步支持了我们的机理分析.     

中国科学院透明光功能无机材料重点实验室简介

<正>"中国科学院透明光功能无机材料重点实验室"在晶态(陶瓷和晶体)光功能材料方面,经过数十年的发展和积累,逐步形成了具有影响力的两大优势学科:透明陶瓷和闪烁晶体材料。实验室构建了我国透明陶瓷和闪烁晶体材料及其元器件的基础研究和技术创新平台,致力于透明陶瓷和闪烁晶体材料及其元器件的基础研究、技术研发,保持和发挥我国在闪烁晶体材料领域的国际领先优势,尽快缩短我国透明陶     

双光子光折变晶体串联回路中屏蔽空间孤子对

提出了在由两块双光子光折变晶体和一个电源通过导线串联而成的回路中存在双光子屏蔽空间孤子对的理论. 在适当的条件下, 导出了在晶体回路中两光束传播的耦合方程. 证明了在回路中存在暗-暗、明-暗和明-明双光子屏蔽孤子对. 研究结果表明, 孤子对中的两孤子通过光电流能相互影响, 它们的耦合能影响到另一个孤子的空间包络、动态演化和稳定性. 在光束的空间展宽远小于晶体宽度的极限条件下, 暗孤子通过光电流能影响明孤子, 但明孤子不能影响暗孤子. 对于明-暗孤子对, 调节暗孤子的强度能够影响明孤子的传播特性.     

MeV B离子注入铌酸钾晶体形成光波导的微结构研究

ＭｅＶ离子注入已被用于研制光波导,特别是对低温相变材料尚属目前唯一的手段,铌酸钾晶体(ＫＮｂＯ3,简称ＫＮ)即为具有低温相变性质的非线性光学材料,被认为是最有应用前景的波导材料之一.近年来,文献[1,2]报道了利用ＭｅＶ轻离子Ｈ或Ｈｅ注入法研究ＫＮ晶体的光波导特性.我们依据重离子与物质相互作用的特点,能够在降低注入剂量,形成稳定的波导边界和减少光损耗方面较之轻离子注入更为有利.在文献[3]中报道了用60ＭｅＶＢ离子,1×1015ｃｍ-2剂量注入ＫＮ晶体形成非渗漏型光波导的新结果.本文用高分辨ＴＥＭ进一步对样品做了光波导的微结构…     

在Cu-KNSBN晶体中实现高反射率快速响应自泵浦位相共轭

由于光折变自泵浦位相共轭镜不需要任何外加电场、反射镜及其他泵浦光,其光路简单且能得到高反射率共轭输出,可广泛应用于光学图象畸变矫正、光学信息处理等技术领域,所以自其问世以来就引起了人们的极大兴趣。目前已在BaTiO_3、KNbO_3、掺铈的SBN和