铁掺杂钽酸锂晶体的生长及性能的研究

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1、哈尔滨理T大学工学硕：L学位论文铁掺杂钽酸锂晶体的生长及性能的研究摘要钽酸锂晶体是一种优良的人工晶体，具有很多重要的性质，如电光效应、声光效应、热电效应、压电效应、弹光效应、光折变效应等等，广泛应用于光调制、光存储和频率转换等光学领域，是制作宽频带，高稳定性振荡器和高灵敏热电探测器的理想材料。然而随着计算机、信息网络及多媒体技术的高速发展，社会对大容量信息存储器的要求越来越大，现有的存储量和转移速率远远不能达到发展的要求。在高密度大容量全息信息存储的应用中，光折变性能是一项至关重要的技术指标，在光折变敏感杂质离子中，F02+／Fe”是研究最多、应用最广、效果最好的掺杂离子，所

2、以选择Fe2+／Fe3+作为增强LiTa03晶体光折变效应的杂质离子。本文采用Czochralski法，选择适当的温度梯度，提拉速度和旋转速度等晶体生长工艺参数从中频加热炉中生长出无明显宏观缺陷、光学均匀性好的同成份Fe：LiTa03单晶。X射线粉末衍射实验结果表明Fe：LiTa03晶体掺Fe后晶格结构未有变化。对Fe：LiTa03晶体的晶胞参数进行计算后发现，晶格常数随着Fe203含量的增加而增加。Fe：LiTa03晶体的紫外吸收边和红外吸收峰的变化机理也在本文中被讨论。分析显示LiTa03晶体中掺入F0203后，铁离子取代正常格位上的“位形成Fe嚣，并且同Ta等一样，Fe

3、苫也同样对H+有排斥作用。晶体的吸收边随着铁的含量的增加而发生红移，并在520nm有一吸收峰，是对Fe2+离子的吸收。利用二波耦合实验测试了Fe：LiTa03晶体的光折变性能，如指数增益系数并计算了有效载流子浓度。实验结果表明LiTa03晶体随着铁掺杂量的增大其指数增益系数增大，有效载流子浓度也增大。关键词掺铁钽酸锂晶体；提拉法生长；吸收光谱；光折变效应哈尔滨理工人学丁学硕上学位论文GrowthandPropertiesofLithiumTantalumDopedwithFeAbstractLithiumtantalate(LiTa03)isallexcellentsynth

4、eticcrystal，whichhasmanyimportantproperties，suchaselectro-optic，acousto-optic，piezoelectric，thermal-opticandphotorefractiveeffects，etc．Itiswidelyusedintheopticalfields，suchasopticalmodulation，opticalrecordingandfrequencyconversion．Itisanidealmaterialtomakethebroadband，high-stabilityoscillat

5、orandhigh-sensitivitydetectors．However,withtherapiddevelopmentofthecomputers，informationnetworksandmultimediatechnology,theappetiteformoreinformationstoragecapacityasthemoreandmoredemandofsociety,existingstoragecapacityandtransferratecannotmeetrequirementsofthedevelopment．Intheapplicationso

6、fhigh—densityandhigh-capacityholographicinformationstorage，thephotorefractivepropertyisthemostimportanttechnicalindicator．Inthesensitivephotorefractiveimpurityions，FeZ+／Fey"arethemoststudied，widelyusedandthebestdopedions，SOIchoseFe2十／Fe3+astheimpurityionsofenhancedLiTa03photorefractiveeffec

7、t．Inthisdissertation，selectingsuitabletemperaturegradient，pullingspeedandrotatingspeed，Fe：LiTa03crystalsweregrownbytheCzochraskimethodwithintermediatefrequencyheating．Therewerenomacroscopicdefectsandgoodopticalhomogeneityintheas-grownboules．X—raypowderdi