抗紫外光損傷鈮酸鋰晶體及其套用研究

《抗紫外光損傷鈮酸鋰晶體及其套用研究》是依託南開大學，由劉宏德擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：抗紫外光損傷鈮酸鋰晶體及其套用研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：劉宏德
• 依託單位：南開大學

中文摘要

鈮酸鋰晶體對於集成光學和非線性光子學是一種有用的材料，但是光折變（光損傷）阻礙了它在紫外光區的套用。摻鋯鈮酸鋰晶體打破了這一禁錮，使得鈮酸鋰具有了很強的抗紫外光損傷能力。但其抗紫外光損傷的微觀機制還不清楚，其紫外倍頻套用也沒有實現。.本項目將就一系列摻雜（鋯、鉿、錫）鈮酸鋰晶體，通過對其抗紫外光損傷性能和紫外光折變中心的研究，揭示鈮酸鋰抗紫外光損傷機制，弄清晶體摻雜、組分與抗紫外光損傷的關聯性，建立鈮酸鋰紫外光折變中心與抗紫外光損傷性能間的構效關係；同時，提高晶體的抗光損傷性能，實現鈮酸鋰晶體的紫外倍頻，並最佳化其相位匹配溫度至室溫，獲得性能優異的在室溫下使用的紫外倍頻鈮酸鋰晶體。

結題摘要

鈮酸鋰晶體的紫外光折變特性阻礙了它在紫外光波段的信號傳輸及非線性倍頻等套用，本項目對摻鋯等摻雜鈮酸鋰晶體的紫外抗光損傷及其紫外倍頻進行了實驗研究。通過對一系列不同摻雜不同濃度的摻雜鈮酸鋰晶體的紫外抗光損傷強度的研究，結果表明摻鋯晶體的紫外抗光損傷強度達到1.6×10 5 W/cm2 @ 351 nm 以上，摻錫晶體的紫外抗光損傷強度達到5.0×10 4 W/cm2 @ 351 nm以上，摻釔晶體的紫外抗光損傷強度達到1.0×10 4 W/cm2 @ 351 nm以上。其紫外光折變性能測試結果顯示晶體在達到摻雜閾值濃度時其光折變性能最弱，衍射效率最低至0.1%，其折射率變化在僅10 -6量級。經過對晶體的吸收譜、載流子類型等的研究，發現以晶體中O 2- -M Nb n- 為光折變中心的缺陷結構與鈮酸鋰晶體的抗光損傷特性有著緊密的聯繫。同時，通過對鋯鎂雙摻鈮酸鋰晶體的摻雜濃度的調控，實現了室溫下可見波段非線性倍頻的位相匹配，提高了摻鋯鈮酸鋰晶體的位相匹配溫度。上述研究結果表明，以摻鋯為代表的一系列摻雜鈮酸鋰晶體具備良好的紫外抗光損傷性能，能成為紫外倍頻的候選材料。