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第一章 绪论 1

1.1 铌酸锂晶体概述 1

1.1.1 铌酸锂晶体的结构 2

1.1.2 铌酸锂晶体中的本征缺陷 2

1.1.3 铌酸锂晶体中的非本征缺陷 5

1.1.4 铌酸锂晶体的抗光损伤能力 6

1.2 稀土离子的光谱性质 7

参考文献 10

第二章 稀土掺杂铌酸锂晶体的生长 12

2.1 提拉法生长铌酸锂晶体 12

2.1.1 原料的配比 12

2.1.2 晶体的生长设备 14

2.1.3 晶体的生长过程 15

2.1.4 晶体生长的工艺参数 19

2.2 稀土离子单掺铌酸锂晶体的生长 23

2.3 稀土离子／抗光损伤元素双掺铌酸锂晶体的生长 24

2.4 稀土离子三掺铌酸锂晶体的生长 27

2.5 化学计量比铌酸锂晶体的生长 28

2.6 晶体的极化及加工 29

2.6.1 晶体的极化 29

2.6.2 晶片的加工 30

2.7 晶体组分测试 31

参考文献 32

第三章 稀土／抗光损伤元素双掺铌酸锂晶体的缺陷结构 33

3.1 红外吸收光谱测试 33

3.2 Ho／抗光损伤离子双掺LN晶体中掺杂离子的分凝系数 34

3.3 Er/Mg：LN的红外光谱分析 40

3.4 双掺Er/In：LN晶体的红外光谱分析 45

3.5 双掺Er/Sc：LN晶体的红外光谱分析 48

3.6 双掺Ho/Mg：LN的红外光谱分析 51

3.7 双掺Ho/In：LN的红外光谱分析 52

3.8 双掺Ho/Hf：LN的红外光谱分析 53

3.9 铒／抗光损伤元素双掺铌酸锂晶体的紫外吸收边分析 54

3.10 钬／抗光损伤元素双掺铌酸锂晶体的紫外吸收边分析 57

参考文献 59

第四章 稀土掺杂铌酸锂单晶的吸收光谱及Judd-Ofelt理论分析 61

4.1 吸收光谱的测量方法及能级位置的确定 61

4.1.1 吸收光谱 61

4.1.2 通过吸收光谱确定激发态能级位置 63

4.2 Judd-Ofelt理论介绍 66

4.2.1 电偶极跃迁的J-O理论 67

4.2.2 三参量J-O公式 68

4.3 Er：LN晶体的Judd-Ofelt理论分析及结果 72

4.3.1 Er：CLN晶体的J-O理论分析 72

4.3.2 Er/Mg：CLN晶体的J-O理论分析 75

4.3.3 Er/Zn：CLN晶体的J-O理论分析 79

4.3.4 Er/In：CLN晶体的J-O理论分析 81

4.3.5 Er/Sc：CLN晶体的J-O理论分析 84

4.3.6 Er/Hf：CLN晶体的J-O理论分析 86

4.3.7 抗光损伤离子双掺对Er：LN光谱特性的影响 87

4.3.8 Er/Mg：SLN晶体的J-O理论分析 90

4.4 Ho：LN的Judd-Ofelt理论分析及结果 92

4.4.1 Ho：LN晶体的J-O理论分析 92

4.4.2 Ho/Mg：LN晶体的J-O理论分析 94

4.4.3 Ho/In：LN晶体的J-O理论分析 102

4.4.4 Ho/Hf：LN晶体的J-O理论分析 106

4.5 Dy：LN的J-O理论分析及结果 113

4.5.1 Dy：LN晶体的J-O理论分析 113

4.5.2 Dy/Zn：LN晶体的J-O理论分析 115

参考文献 118

第五章 稀土离子单掺LN晶体的上转换发光特性 121

5.1 上转换荧光测试方法 121

5.2 Er：LN的上转换发光 125

5.2.1 Er：LN的上转换发光机制 126

5.2.2 Er：LN的上转换发光效率 129

5.2.3 Mg2+掺杂对Er/Mg：LN晶体上转换发光的影响 131

5.2.4 Mg2+掺杂对Er/Mg：SLN晶体光谱位的影响 133

5.3 Ho：LN的上转换发光及上转换过程 135

5.3.1 双掺Ho/Mg：LN晶体的上转换发光 136

5.3.2 双掺Ho/In：LN晶体的上转换发光 139

5.3.3 双掺Ho/Hf：LN晶体的上转换发光 141

5.4 Dy：LN的上转换发光 144

5.4.1 Dy：LN的上转换发光 144

5.4.2 Dy/Er：LN中的能量传递 148

5.5 Eu：LN的上转换发光 152

5.5.1 Eu：LN的上转换发光机制 152

5.5.2 5D0→7F0跃迁的机制：J混 157

5.6 Tb：LN的上转换发光 158

参考文献 162

第六章 Nd/Yb/RE三掺LN晶体的上转换发光特性 167

6.1 Nd3＋→Yb3＋的能量传递特性 167

6.2 Nd/Yb/Ho：LN的上转换发光及上转换过程 173

6.3 Nd/Yb/Tm：LN的上转换发光及上转换过程 178

参考文献 182

第七章 Er/抗光损伤离子双掺LN晶体的近红外发射特性 185

7.1 近红外1.54μm波段发射性能测试系统 187

7.2 双掺Er/Mg：LN晶体的近红外发射性能 188

7.2.1 近红外稳态荧光光谱 188

7.2.2 1.54μm处的荧光衰减特性 189

7.3 双掺Er/In：LN晶体的近红外发射性能 192

7.3.1 近红外稳态荧光光谱 192

7.3.2 1.54μm处的荧光衰减特性 193

7.4 双掺Er/Sc：LN晶体的近红外发射性能 195

7.4.1 近红外稳态荧光光谱 195

7.4.2 1.54μm处的荧光衰减特性 195

参考文献 197

第八章 上转换发光的应用 198

8.1 温度传感 198

8.2 红外上转换中间能级的可见区测定 200

8.3 晶体结构探针 205

参考文献 209

第九章 稀土／抗光损伤离子双掺铌酸锂晶体的抗光损伤性能 211

9.1 抗光损伤能力测试装置 211

9.2 Er／抗光损伤离子：LN晶体的抗光损伤性能 215

9.2.1 Er/Mg：LN晶体的抗光损伤性能 215

9.2.2 Er/In：LN晶体的抗光损伤性能 216

9.2.3 Er/Sc：LN晶体的抗光损伤性能 217

9.2.4 抗光损伤能力增强机理 217

9.3 Ho／抗光损伤离子：LN晶体的抗光损伤性能 219

9.3.1 Ho/Mg：LN晶体的抗光损伤性能 219

9.3.2 Ho/In：LN晶体的抗光损伤性能 222

9.3.3 Ho/Hf：LN晶体的抗光损伤性能 224

9.3.4 抗光损伤能力增强机理 226

参考文献 227