锌、铟、铪与钼双掺铌酸锂晶体的光折变性能研究

【作者】 诸玲； 孔勇发； 刘士国； 陈绍林； 许京军；

【机构】 南开大学物理科学学院； 南开大学泰达应用物理学院；

【摘要】 铌酸锂晶体具有优良的电光、声光、压电、光折变等性能,这使它在声倍频转换、表面滤波器、电光调制器、全息存储器、光波导等方面被广泛应用。在铌酸锂晶体中掺入不同的元素可以大幅度的提高其相应的性能,其中钼的掺入大大提高了其光折变全系存储性能,尤其当钼的掺杂浓度为0.5mol%,极化电流强度达到145mA时,晶体在351nm处响应时间缩短到0.35秒,饱和衍射效率也能保持到60.7%^[1]。而钼镁共掺铌酸锂晶体更是将响应时间缩短到了0.22秒^[2]。但是这种材料还是达不到全息存储商业化理想存储介质的要求。为了进一步提高其响应时间,我们试着共掺入一些其它元素。我们分别选取了二价锌、三价铟以及四价铪作为共掺元素,固定钼的掺杂量为0.5mol%,锌、铟、铪的掺杂量分别为5.0 mo1%、7.5 mol%,1.0 mol%、3.0mol%、5.0 mol%,2.0 mol%、3.5 mol%,分别标记为LN:Mo,Zn_5.0、LN:Mo,Zn_7.5,LN:Mo,In_1.0、LN:Mo,In_3.0、LN:Mo,In_5.0,LN:Mo,Hf_2.0、LN:Mo,Hf_3.5。选用的极化条件为30mA,1 5min。对其进行双波耦合全息存储测试,其中LN:Mo,Zn_7.5,LN:Mo,In_3.0较单掺钼0.5mol%时全息存储性能有一定的提升,但达不到钼镁双掺的值,这可能与极化条件以及掺杂元素的价态有一定的关系。随后我们对其进行了光伤阂值的测试,当光强密度为3.45×10^W/cm²时,LN:Mo,Zn_7.5,LN:Mo,In_3.0,LN:Mo,In_5.0,LN:Mo,Hf_2.0,LN:Mo,Hf_3.5均未发生明显的光斑畸变,这表明这些晶体具有较好的抗光损伤性能。更多还原