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第一章 绪论 1

1.1 铌酸锂晶体概述 1

1.1.1 同成分铌酸锂晶体 1

1.1.2 近化学计量比铌酸锂晶体 2

1.1.3 铌酸锂晶体的结构 4

1.1.4 铌酸锂晶体的性质 4

1.1.5 铌酸锂晶体的本征缺陷 5

1.1.6 铌酸锂晶体的能级结构 7

1.1.7 铌酸锂晶体的非本征缺陷 8

1.2 掺杂离子的特性 10

1.2.1 光折变离子 11

1.2.2 抗光致散射离子 15

1.2.3 稀土离子 18

参考文献 23

第二章 多种新型掺杂铌酸锂晶体的生长 27

2.1 掺杂离子的特性 28

2.1.1 离子的选择 28

2.1.2 掺杂离子极化能力的分析 28

2.1.3 掺杂离子的阈值浓度 30

2.2 晶体的生长 31

2.2.1 晶体生长步骤 31

2.2.2 晶体生长的工艺参数 34

2.3 抗光损伤元素与铁掺杂铌酸锂晶体的生长 40

2.4 抗光损伤元素与镱掺杂铌酸锂晶体的生长 44

2.5 抗光损伤元素与饵掺杂铌酸锂晶体的生长 47

2.6 晶体的后期处理 50

2.6.1 晶体的极化 51

2.6.2 晶体的加工 52

参考文献 54

第三章 多种新型掺杂铌酸锂晶体的缺陷结构 55

3.1 分凝测试 55

3.1.1 Ru：Fe：LiNbO3晶体中掺杂离子的分凝系数 56

3.1.2 Zr：Fe：LiNbO3晶体中掺杂离子的分凝系数 58

3.1.3 Mg（Zr／Hf）：Yb：Ho：LiNbO3晶体中掺杂离子的分凝系数 60

3.2 红外吸收光谱测试 64

3.2.1 Mg：Ce：Fe：LiNbO3晶体的红外光谱分析 66

3.2.2 钉系LiNbO3晶体的红外光谱分析 68

3.2.3 Zr：Mn：Fe：LiNbO3晶体的红外光谱分析 72

3.2.4 Zr：Fe：LiNbO3晶体的红外光谱分析 74

3.2.5 In：Ce：Mn：LiNbO3晶体的红外光谱分析 75

3.2.6 In：Yb：Tm：LiNbO3晶体的红外光谱分析 77

3.2.7 Mg：Yb：Ho：LiNbO3晶体的红外光谱分析 78

3.2.8 Hf：Er：LiNbO3晶体的红外光谱分析 80

3.2.9 Mg：Er：LiNbO3晶体的红外光谱分析 83

3.3 紫外-可见吸收光谱 85

3.3.1 Mg：Ce：Fe：LiNbO3晶体的紫外-可见吸收光谱 87

3.3.2 钉系LiNbO3晶体的紫外-可见吸收光谱 90

3.3.3 Zr：Mn：Fe：LiNbO3晶体的紫外-可见吸收光谱 93

3.3.4 Zr：Fe：LiNbO3晶体紫外-可见吸收光谱 95

3.3.5 In：Yb：Tm：LiNbO3晶体紫外-可见吸收光谱 96

3.3.6 In：Yb：Ho：LiNbO3晶体紫外-可见吸收光谱 98

3.3.7 Hf：Er：LiNbO3晶体的紫外-可见吸收光谱 101

3.3.8 Mg：Er：LiNbO3晶体的紫外-可见吸收光谱 104

3.4 X射线衍射 106

3.4.1 Mg：Ce：Fe：LiNbO3晶体的X射线衍射分析 108

3.4.2 钉系LiNbO3晶体的X射线衍射分析 112

3.4.3 Zr：Mn：Fe：LiNbO3晶体的X射线衍射光谱分析 116

3.4.4 Zr：Fe：LiNbO3晶体的X射线衍射光谱分析 119

3.4.5 Mg：Yb：Ho：LiNbO3晶体的X射线衍射光谱分析 121

3.4.6 Hf：Er：LiNbO3晶体的X射线衍射光谱分析 124

3.5 光学均匀性 127

3.6 上转换光谱测试 129

3.6.1 In：Yb：Ho：LiNbO3上转换发光性能 129

3.6.2 Mg：Er：LiNbO3上转换发光性能 133

参考文献 138

第四章 多种新型掺杂铌酸锂晶体的光折变性能 141

4.1 光折变效应的物理基础 145

4.1.1 光折变效应的过程 145

4.1.2 载流子输运模型 146

4.1.3 光折变动力学方程 150

4.2 光折变性能主要参数 154

4.2.1 衍射效率 155

4.2.2 时间常数 155

4.2.3 光电导 156

4.2.4 灵敏度 157

4.2.5 动态范围 157

4.3 Zr：Ru：Fe：LiNbO3晶体的光折变性能主要参数 158

4.3.1 Ru／Fe比值对晶体光折变性能的影响 159

4.3.2 记录光波长对晶体光折变性能的影响 161

4.3.3 Zr掺杂浓度对晶体光折变性能的影响 163

4.3.4 Li／Nb比对晶体光折变性能的影响 166

4.3.5 氧化处理对晶体光折变性能的影响 169

4.4 Zn（Mg）：Ru：Fe：LiNbO3晶体的光折变性能 170

4.4.1 Zn（Mg）：Ru：Fe：LiNbO3晶体的光折变性能测试 170

4.4.2 不同波长的激光对Zn（Mg）：Ru：Fe：LiNb03晶体的光折变性能影响 172

4.5 Zr：Fe：LiNbO3晶体的光折变性能 175

4.5.1 衍射效率的测量 175

4.5.2 衍射效率随角度的变化关系 176

4.5.3 光激载流子类型的判断 176

4.5.4 锂铌比变化对光折变性能的影响 178

4.5.5 光强变化对晶体光折变性能的影响 181

4.5.6 指数增益系数的研究 181

4.6 Mg：Ce：Fe：LiNbO3晶体的光折变性能 184

4.6.1 光折变性能的测试 184

4.6.2 指数增益系数的测试 186

4.7 Zr：Mn：Fe：LiNbO3晶体的光折变性能 189

参考文献 190

第五章 多种新型掺杂铌酸锂晶体的抗光散射性能 192

5.1 抗光散射能力测试原理 193

5.1.1 透射光斑畸变测试晶体的光致光散射 193

5.1.2 曝光能量流测试晶体的光致光散射 196

5.2 透射光斑畸变法研究掺杂铌酸锂晶体的抗光散射能力 199

5.2.1 Mg：Ce：Fe：LiNbO3晶体的抗光散射性能 199

5.2.2 Mg（Zn）：Ru：Fe：LiNbO3晶体的抗光散射性能 200

5.2.3 Zr：Ru：Fe：LiNbO3晶体的抗光散射性能 201

5.2.4 Zr：Mn：Fe：LiNbO3晶体的抗光散射性能 203

5.2.5 Zr：Fe：LiNbO3晶体的抗光散射性能 205

5.2.6 Mg：Yb：Ho：LiNbO3晶体的抗光散射性能 206

5.2.7 Hf：Er：LiNbO3晶体的抗光散射性能 207

5.2.8 Mg：Er：LiNbO3晶体的抗光散射性能 210

5.3 曝光能量流法研究掺杂铌酸锂晶体的抗光散射能力 213

5.3.1 Mg（Zn）：Ru：Fe：LiNbO3的抗光散射性能 213

5.3.2 Zr：Ru：Fe：LiNbO3晶体的抗光散射性能 216

5.3.3 Zr：Fe：LiNbO3晶体的抗光散射性能 221

5.3.4 Mg：Yb：Ho：LiNbO3晶体的抗光散射性能 223

5.3.5 Hf（Zr）：Yb：Ho：LiNbO3晶体的抗光散射性能 225

参考文献 230

第六章 多种新型掺杂铌酸锂晶体的存储性能 232

6.1 Mg：Ce：Fe：LiNbO3晶体的存储性能 235

6.2 Zn（Mg）：Ru：Fe：LiNbO3晶体的存储性能 236

6.3 Zr：Mn：Fe：LiNbO3晶体的存储性能 240

参考文献 244