宽温度高稳定电光q开关linbolt3gt晶体的研制

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1、原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：墨iii至公日期：兰!!；：兰：兰2关于学位论文使用授权的声明本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采

2、用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。(保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：、墨垒i垒筮导师签名：，差垄山东大学硕士学位论文摘要60年代初，自激光问世以及激光倍频效应发现以来，人们寻找新的波长的激光光源的努力也从未停止。在现代信息社会中，激光在我们的生活中扮演越来越重要的角色。在光信息存储和传输、光盘技术、激光打印、彩色打印、彩色复印等领域，红蓝绿(RGB)可见激光器起着十分重要的作用。在医学领域，有些红外波段对人眼是安全的，可以用于激光手术。大功率的脉冲激光在军事武器中有非常广泛的应用，特别是用于激光测距。大量装备在各种火炮和导弹系统的激

3、光测距机，提高了首发命中率，增强了军队的作战能力。LiNb03晶体以其优越的电光性能，在很多激光器上用作Q开关材料，在脉冲电压下，产生不同脉冲宽度的激光。Nd：YAG激光测距仪在军事上有非常重要的应用前景，LiNb03晶体Q开关是其中的关键部件。而目前国产LiNb03晶体做电光开关，在室温下可以用于Q开关，但在高低温(一40℃或50。C)时难以关严，出现漏光，不能满足我国军事的使用要求。而进口俄罗斯武器中所使用的Q开关LiNb03晶体，在这一温度范围内，可以正常使用。因此，对俄罗斯O开关LiNb03晶体的分析和研究，以及对这种宽温度高稳定性Q开关LiNb03晶体

4、材料的制各，我国国防工业提出非常迫切的要求。我们对俄罗斯的O开关LiNb03晶体、同成分LiNb03晶体和以K20顶部籽晶法生长出的LiNb03晶体进行了对比分析：用电子探针对其进行了元素含量分析，并用测居里点、晶胞体积、紫外吸收边、红外吸收光谱等方法，测试出了晶体[Li]／[Nb]。以上各种方法测试结果表明，俄罗斯Q开关LiNb03晶体的【Li]／[Nb】为49．02／50．98，比同成分高，而又小于化学计量比1：l，是非同成分非化学计量比的LiNbO]晶体。我们认为俄罗斯Q开关LiNb03晶体，能够在一40～50℃范围内稳定工作，主要是因为晶体的成分决定的，

5、高的【Li]／INb]，减少了晶体中的Li空位，减少了晶体中的点缺陷，进而提高了晶体的温度稳定性。为此，我们选定两种晶体生长方案，进行了宽温度高稳定性Q开关LiNb03晶体材料的制备及研究，生长出与俄罗斯用于宽温度高稳定性Q开关LiNbO，晶体相近【Li】，【Nb】的优质晶体。山东大学硕士学位论文1、K20助熔剂顶部籽晶法：在同成分LiNb03熔体中加入K20，可以控制生长的LiNb03晶体中I拘[Li]／INb]，随着K20加入量的增加，LiNb03晶体中的[Li]／INb】也逐渐向化学计量比1靠近。我们成功的在含K：O3．5％的同成分LiNb03熔体中，沿(

6、001)方向，以10～20r／min的转速和0．1～0．2mm／h的提拉速度，生长出直径为3cm，高为l、2cm的透明高光学质量的LiNb03单晶。经过测试分析，所生长的晶体的Li的含量为49．16m01％，略高于俄罗斯LiNb03晶体。2、富Li提拉法：如果熔体中『Li]／[Nb]在O．95～1．2范围内，可以通过改变熔体的组成，来控制晶体中的[Li]／[Nb]。随着熔体中Li20含量的增多，晶体中[Li]／[Nb】也逐渐增大。我们成功的利用富Li提拉法，沿(001)方向，以10～20r／min的转速和0．1～0．3mm／h的提拉速度，在[Li]／[Nb]_l

7、：1的LiNb03熔体中成功的生长出直径为3cm，高为2cm的透明高质量LiNb03单晶。经过测试和分析，所生长的晶体Li的含量为49．01m01％，接近俄罗斯的Q开关LiNb03晶体Li的含量。以K20助熔剂生长LiNb03晶体，由于温场、拉速、转速等原因，晶体易于凹界面生长。这导致晶体中存在大量的因K20和气体引起的包裹体，小角晶界和色心等缺陷。晶体中的色心可以通过在空气中1100"C恒温lO小时而消除。以K20助熔剂顶部籽晶法或富Li提拉法生长LiNb03晶体，在低于居里温度生长时，生长出的LINb03晶体一般为单畴。在高于居里温度生长，生长的晶体为多畴，

8、需要在1180。C下极化