晶体畴反转过程中畴壁运动与极化电流特性研究

为了解晶体畴反转的动力学过程,利用马赫-曾德干涉实验系统,研究了外电场极化下掺镁铌酸锂和纯净铌酸锂晶体在畴反转过程中的畴壁运动和极化电流特性。实时记录了掺镁7 mol%、掺镁5 mol%铌酸锂和纯净铌酸锂晶体在畴反转过程中的畴壁特征和极化电流变化情况,发现离散的畴壁速度脉冲伴随着离散的极化电流脉冲,连续的畴壁速度脉冲对应着连续的极化电流脉冲。掺镁铌酸锂晶体正向反转和纯净铌酸锂反向反转的畴壁速度变化和极化电流变化比较尖锐,而掺镁铌酸锂晶体反向反转和纯净铌酸锂正向反转的畴壁速度变化和极化电流变化比较缓和。最后对实验现象进行了解释。     

可见光诱导铌酸锂晶体畴反转

研究了在可见光诱导条件下的近化学计量比掺镁铌酸锂的反转电压与光强之间的关系.并实现了利用可见光对晶体畴反转进行可控操作和实时监测.发现晶体的反转电压随光强增大而下降,最大降幅达到70%左右.探寻了可见光诱导铌酸锂晶体畴反转的形成机制,认为光诱导晶体畴反转的主要原因是光激载流子迁移改变了晶体内部的局域电场,造成了晶体极化反转电压的降低.     

基于铌酸锂纳米晶体颗粒二次谐波发射特性研究

基于纳米结构的二次谐波发射是构建高灵敏度生化传感器等纳光子器件的重要手段,其中如何获得增强的二次谐波发射是实现这些应用的关键.本文采用溶剂热法制备出类钻石的十二面体铌酸锂纳米晶体颗粒,实现了磁偶极共振模式的有效激发.基于磁偶极共振对入射场能量的聚焦作用,以及铌酸锂材料本身所具有的较强二阶非线性响应,所制备铌酸锂纳米晶体颗粒能够实现二次谐波的增强发射.不同粒径铌酸锂颗粒散射光谱及二次谐波发射光谱的测试结果表明,当激发光波长与纳米颗粒的磁偶极共振模式匹配时,可有效增强二次谐波发射强度,其非线性转换效率达到2.0×10^-6W^-1.这些研究结果表明本文所制备的铌酸锂纳米晶体颗粒是一种较为理想的非线性纳米材料,在非线性纳光子器件的设计等领域具有潜在的应用价值.     

不同组分铌酸锂晶体的光致吸收研究

研究了生长态纯铌酸锂晶体光致吸收效应.通过对不同组分的纯铌酸锂晶体在绿光激发下光致吸收系数的测定,认为不同组分铌酸锂晶体的光致吸收机制不同.引入氧极化子对实验现象作了解释,认为在锂含量较低的同成分晶体,氧极化子的复合有两条途径,而在锂含量较高的化学计量比晶体的氧极化子复合途径单一.对于近化学计量比晶体,泵浦光强时,吸收机制接近于同成分晶体;泵浦光弱时,吸收机制接近于化学计量比晶体.不同组分铌酸锂晶体由于氧极化子复合途径不同,氧极化子的寿命长短不一,CLN晶体中氧极化子寿命最短.     

对不同组份掺镁铌酸锂晶体紫外光致吸收的研究

研究了不同组份掺镁铌酸锂晶体的光致吸收现象.通过对不同组份掺镁铌酸锂晶体紫外光致吸收的动态暗衰减过程的测量,我们认为掺镁铌酸锂晶体中紫外光致吸收的浅能级缺陷中心是O-小极化子.     

周期性极化铌酸锂晶体光参量振荡调谐特性分析

该文在周期性极化铌酸锂晶体光参量振荡工作机理上，讨论了其波长调谐特性与外加电压、晶体温度的关系，比较了两种外加电压方法，在不同占空比下其调谐特性的差异。     

周期极化波导与铁电畴反转机理研究综述

通过分析晶体材料的双折射相位匹配与准相位匹配条件,总结了实现准相位匹配的铁电畴周期反转技术,并就铁电畴反转检测方法、铁电畴反转机理进行详细探讨,指出通过波导技术与周期极化相结合,可以有效提高材料的非线性效应。针对离子交换制备周期极化波导的铁电畴反转深度与波导深度不一致的问题,提出采用离子注入损伤层对周期极化波导进行调控的新思路。     

铌酸锂晶体的暗电导研究

通过对不同组分比(Li/Nb)纯铌酸锂(LiNbO3)晶体电压和电流的测量,发现不同组分比晶体的电导率随温度变化而变化的程度不同.提出小极化子对电导率的作用机制,并分析了LiNbO3晶体中双极化子和小极化子对电导率的影响.最后对所测量的电导率进行拟合,得到了不同组分比晶体的激活能.     

基于周期性极化铌酸锂晶体的电光开关

从理论和实验上阐述了基于周期性极化铌酸锂晶体的电光开关.实验中,我们观察到周期为21 μm周期性极化铌酸晶体中的Solc滤波光谱.当调节施加在晶体Y方向的电场大小时,滤波的中心波长处的光强变化可达到39.23 dB,从而实现了一个高消光比的电光开关.     

锥光干涉图、光强透过率曲线对电光调制实验的影响

基于电光效应的基本原理,讨论了铌酸锂（LiNbO3）晶体横向电光调制实验中利用锥光干涉图暗十字线图样确定起偏器和检偏器偏振方向分别平行于晶体x,y光轴的方法,及光强透过率曲线偏移对测量铌酸锂晶体半波电压的影响．     

气相交换平衡技术在获得近化学计量比LiNbO3晶体中的应用

本文详细介绍了利用气相交换平衡（vapor transport equilibration:VTE)技术获得近化学计量比铌酸锂晶体薄片及其处理工艺。通过测量其OH^-红外吸收谱线宽及吸收边的位置，分析确定晶体薄片中的Li2O含量为49．9％，即[Li]/[Nb]=0.996，接近其化学计量比。     

亚微米传输平均自由程的掺铒多孔铌酸锂中的3波长可见上转换荧光（英文）

制备了多孔掺铒铌酸锂材料,并研究了其3波长可见上转换荧光特性.在980 nm连续光激发下发射峰中心波长分别为660、550和450 nm.通过相干背散射法测得多孔铌酸锂的传输平均自由程在亚微米范围,这使得制备的多孔掺铒铌酸锂适用于可见光多波长上转换随机激光.     

双掺铌酸锂晶体的光散射光强阀值效应及其应用

用多波耦合理论分析了铌酸锂晶体中的扇形噪音形成机制,结合单载流子两级系统解释了双掺铌酸锂晶体的光致光散射光强阈值效应,进一步分析了掺杂铌酸锂晶体中信号光和噪音光之间在光放大上的竞争,并理论预言了双掺铌酸锂晶体在进行双光束耦合时存在最佳泵浦光强和最佳光生伏特场。     

基于声学超晶格铌酸锂的新型体声波器件

设计了一种集成的声学器件。它的基本结构是由下列3部分组成的，即换能器部分、声学开关部分和声传播介质部分，但其材料均来源于铌酸锂晶体。其中换能器与声开关部分是由声学超晶格铌酸锂构成的，而声的传播介质则是单畴铌酸锂。着重研究了声开关部分所外加的直流偏压对在该器件中传播的声波的影响。结果显示：声开关部分对声波的反射率受到这一外加偏压大小的影响，外加偏压越大，则反射率越强；声子带隙也受到外加偏压的影响，外加偏压越大，则声子带隙将会增宽。同时我们还发现了声开关的反射谱分布决定于铌酸锂超晶格的周期大小，且超晶格周期数的减小也会增宽声子带隙。该器件在设计上有两大优点：一是实现了声学开关器件的集成化，二是充分利用了声学超晶格铌酸锂最大的机电耦合系数。     

一种新型光纤电流传感器的实验研究

利用在感应线圈内加入带气隙的铁磁材料,将大电流线性地转换成感应电压。利用铌酸锂晶体(LN)在电场作用下的线性电光效应,测出感应电压的大小.实验研究表明:调整铁磁材料气隙的间隔和LN晶体的半波电压,可满足不同测量范围的要求,并具有较好的线性.     

掺铁铌酸锂（Fe：LiNbO_3）晶体薄片的大角光致散射的研究

本文报导了掺铁铌酸锂（Ｆｅ：ＬｉＮｂＯ＿３）光折变晶体薄片的大角光致散射实验观察结果，给出了定性机理分析，且分析了此现象的应用前景。     

近化学计量比和同成分铌酸锂晶体中质子交换扩散系数的比较

利用不同条件下进行的质子交换和退火技术,在Z切近化学计量比和同成分铌酸锂晶体上制作了一系列平面光波导,并计算了相应的交换和退火扩散系数.实验结果表明,近化学计量比晶片中的退火扩散系数始终比同成分晶片中的值小,而两种材料中交换扩散系数的大小关系要根据交换液质量分数和交换温度而定.在交换液质量分数为0%、3%时,交换扩散系数随着温度的增加呈现增加的趋势;在交换温度225℃时,当交换液质量分数逐渐增大时,交换扩散系数迅速减小.通过对比近化学计量比和同成分晶片中交换和退火扩散系数的大小关系,总结出两种扩散机制:交换扩散机制和退火扩散机制.交换扩散机制工作原理是氢离子从外界溶液中不断进入晶体内部,同时锂离子则源源不断地从晶体向溶液中逸出,让出来Li空位逐渐被氢离子占据.退火扩散机制工作原理是没有离子进入或逸出晶体的情况,氢离子只是从晶体表面往内部扩散,与典型的铌酸锂晶体中的钛扩散过程相似,氢离子的运行需要借助Li空位.质子交换过程是这两种扩散机制共同作用下的结果.本文工作为制作高质量的周期性极化铌酸锂波导开辟了一条新的路径.     

铌酸锂晶体中形成空间孤子的影响因素

研究了光波在纯铌酸锂晶体中形成亮空间孤子的影响因素和动力学传输行为。通过调控晶体温度的改变,入射光的偏振方向及光强可以影响光波在铌酸锂晶体中的传输行为。当热释电作用平衡光生伏打自散焦作用和线性衍射作用时,可以在铌酸锂中实现亮空间孤子。该研究结果为调控光束行为提供了一种方法。     

近化学计量比铌酸锂晶体制备方法的研究进展

近化学计量比铌酸锂晶体(SLN)具有比同成分铌酸锂晶体(CLN)更加优越的性能,本文对SLN晶体的制备方法进行了总结,并对各种方法进行了比较,指出了SLN晶体各制备方法的的主要优点及今后需要改进之处。     

信息存储材料:电子器件从"吉时代"到"太时代"跨越

随着信息技术的飞速发展,人类要处理的信息量与日俱增,要求不断开发具有更高信息存储密度及更快响应速度的材料和器件。如何提高读写速度、实现纳米尺度信息存储是目前迫切要解决的问题。超高密度信息存储是指信息存储密度大于1012比特／平方厘米（1太比特／平方厘米）,实现从电子器件从“吉时代”到“太时代”的跨越。与目前市售电子器件的存储密度相比,其信息存储能力堪称惊人。超高密度信息存储材料和器件作为纳米电子学的重要内容之一,将为未来信息技术的发展奠定理论和技术基础。