本文關(guān)鍵詞：雙摻及三摻鈮酸鋰材料光學(xué)性能研究

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【摘要】：鈮酸鋰晶體是優(yōu)良的光學(xué)材料之一,具有“光學(xué)硅”的美譽(yù),由于鈮酸鋰晶體特殊的晶體結(jié)構(gòu),鈮酸鋰可以進(jìn)行多種摻雜而呈現(xiàn)出多種多樣的物理性能,雙摻雜和三摻雜鈮酸鋰晶體表現(xiàn)出許多優(yōu)良的物理性能,在光波導(dǎo)及波導(dǎo)激光器、高密度信息存儲和光頻轉(zhuǎn)換等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。研究表明,鐵錳雙摻鈮酸鋰晶體廣泛應(yīng)用于雙色非揮發(fā)存儲材料,但是由于鐵錳雙摻鈮酸鋰晶體存在記錄時(shí)間長和信噪比低的缺點(diǎn),離實(shí)際應(yīng)用還有一定距離。基于此,本論文提出了改良鐵錳雙摻鈮酸鋰晶體的雙色非揮發(fā)存儲性能的兩種方案,一種方法是鐵錳雙摻鈮酸鋰晶體中摻入抗光折變鉿離子,另外一種方法是,將鐵錳雙摻晶體中的錳元素替換為成鈷元素。首先,分別研究了鉿離子濃度、退火處理和紫外光敏化對鉿鐵錳三摻鈮酸鋰晶體紫外可見光吸收的影響,找出最適合應(yīng)用于非揮發(fā)存儲的熱處理?xiàng)l件和鉿離子濃度。鉿離子低于2mol%時(shí),吸收邊隨鉿離子的增加而發(fā)生紅移,超過2mol%后,吸收邊隨鉿離子濃度增加而發(fā)生藍(lán)移。這表明,2mol%是鉿離子完全替代反位鈮的閾值濃度;鉿離子濃度2mol%和3mol%的樣品的光致色變能力強(qiáng),比較適合用于非揮發(fā)存儲材料;還原能優(yōu)化4mol%鉿離子樣品的非揮發(fā)存儲性能,對2mol%和3mol%鉿離子樣品的非揮發(fā)存儲性能沒有影響;鉿離子濃度4mol%樣品還原和氧化熱處理后均會(huì)發(fā)生紅移,可能的原因是4mol%是鉿離子開始進(jìn)入鈮位的閾值濃度。其次,研究了鉿鐵錳三摻鈮酸鋰晶體的光致吸收和光致透明時(shí)間動(dòng)態(tài)曲線,同時(shí),記錄不同敏化和漂白光強(qiáng)下晶體的光致吸收和光致透明的響應(yīng)時(shí)間。得出,三摻鈮酸鋰晶體光致吸收和光致透明的響應(yīng)時(shí)間比鐵錳雙摻的鈮酸鋰晶體的響應(yīng)時(shí)間大大縮短。找出非揮發(fā)存儲材料在寫入信息時(shí)漂白光強(qiáng)與敏化光強(qiáng)的比值范圍,即找出在相同響應(yīng)時(shí)間下漂白光強(qiáng)與敏化光強(qiáng)的比值。測試了不同鉿離子濃度下的鉿鐵錳三摻鈮酸鋰晶體的非揮發(fā)存儲的性能參數(shù),證明了鉿鐵錳三摻鈮酸鋰晶體的存儲響應(yīng)時(shí)間大大縮短了。通過分析綜合比較非揮發(fā)存儲實(shí)驗(yàn)參數(shù)得出,2mol%的鉿離子濃度表現(xiàn)出較優(yōu)良的非揮發(fā)存儲性能。最后,研究了鐵鈷雙摻鈮酸鋰晶體光致色變過程和機(jī)制,并從實(shí)驗(yàn)和理論方面證明了鐵鈷雙摻鈮酸鋰晶體的響應(yīng)時(shí)間比鐵錳雙摻鈮酸鋰晶體的響應(yīng)時(shí)間大大縮短。得出雙色存儲所需要的漂白光強(qiáng)和敏化光強(qiáng)的比例范圍是35-40。
【關(guān)鍵詞】：鈮酸鋰晶體 摻雜 光致色變 非揮發(fā)存儲
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ131.11
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究的背景及意義10
• 1.2 鈮酸鋰晶體的摻雜10-12
• 1.2.1 光折變摻雜11-12
• 1.2.2 抗光折變摻雜12
• 1.3 光折變效應(yīng)機(jī)制12-14
• 1.4 雙色光折變效應(yīng)及雙色非揮發(fā)存儲14-15
• 1.5 國內(nèi)外研究進(jìn)展15
• 1.6 本課題的研究內(nèi)容15-18
• 第二章 熱處理和敏化對鉿鐵錳三摻鈮酸鋰晶體的影響18-30
• 2.1 實(shí)驗(yàn)過程18-20
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)樣品18
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器18-20
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)步驟20
• 2.2 熱處理和敏化對鈮酸鋰晶體透射光譜的影響20-29
• 2.2.1 氧化熱處理對鈮酸鋰晶體的影響21-25
• 2.2.2 敏化處理對鈮酸鋰晶體的影響25-27
• 2.2.3 還原熱處理及敏化后對鈮酸鋰晶體的影響27-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 第三章 鉿鐵錳三摻鈮酸鋰晶體光致色變的動(dòng)態(tài)研究30-36
• 3.1 實(shí)驗(yàn)原理30
• 3.2 實(shí)驗(yàn)步驟30-32
• 3.2.1 光致吸收30-31
• 3.2.2 光致透明31-32
• 3.3 結(jié)果分析32-34
• 3.4 本章小結(jié)34-36
• 第四章 鉿鐵錳三摻鈮酸鋰晶體的雙色全息存儲36-42
• 4.1 雙色全息存儲的基本理論36-37
• 4.2 雙色全息存儲實(shí)驗(yàn)原理37-41
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)方案38-39
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果39-41
• 4.4 本章小結(jié)41-42
• 第五章 鐵鈷雙摻鈮酸鋰晶體的光學(xué)性能研究42-50
• 5.1 光致色變的動(dòng)態(tài)過程研究42-45
• 5.2 光致色變的物理機(jī)制45-47
• 5.3 雙色全息存儲47-48
• 5.4 本章小結(jié)48-50
• 第六章 結(jié)論50-52
• 參考文獻(xiàn)52-56
• 攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果56-58
• 致謝58-59

【相似文獻(xiàn)】

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