[其他]富鋰高摻鎂鈮酸鋰晶體

無效

• 申請號: 87104070
• 申請日: 1987-06-04
• 公開（公告）號: CN87104070A
• 公開（公告）日: 1988-12-14
• 發明（設計）人: 溫金珂;唐燕生;吳仲康;王華馥
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: C30B29/30
• 分類號: C30B29/30
• 代理公司: 南開大學專利事務所
• 代理人: 解松凡

鈮酸鋰（LiNbO₃～LN）晶體具有良好的電光性能和非線性光學性能，半波電壓比KDP（磷酸二氫鉀）小（見表一），非線性光學系數比KDP大一個數量級（表二）。在激光應用方面很廣泛，可以制作光調制器、Q開關、光偏轉器等電光元件和光倍頻器、光參量振蕩器等非線性光學器件，在激光技術發展中有很大的實用價值。

但是，在較低功率密度激光（對4880A，＜20w/cm²）照射下（表一），會產生局部光致折射率的變化（稱光折變），限制了它的應用。

探討消除光致折射率變化現象、抵抗光折變的產生途徑是當前研究者在努力解決的一個問題，其方法有兩種：

一個方法是利用摻雜，例如摻5%Mol????MgO，可以提高晶體自身抵抗產生光折變的能力（表二）。

另一個方法是光折變的熱清除，即將晶體加熱到某一特定溫度（稱為退光折變溫度）以上，可以清除光折變，如果在該溫度以上使用，則不會發生光折變現象。我們對同成份鈮酸鋰晶體進行測量，其退光折變溫度是140℃。

通常，鈮酸鋰晶體是以同成份配比（Li/Nb的摩爾比為48.6/51.4），在高溫下熔融，用提拉法生長而成。

我們制作成功的富鋰高摻鎂鈮酸鋰晶體的成份（按投料計算）是Li₂CO₃∶Nb₂O₅∶MgO＝0.95×0.505∶0.95×0.495∶0.05摩爾比，在高溫熔融下提拉生長而成，經實驗測定它具有如下特點：

1.抗光折變能力比同成份鈮酸鋰晶體至少提高二個數量級，且優于摻鎂（5%Mol????MgO）同成份鈮酸鋰晶體（表二）。

根據我們的實測，在室溫下，用氬離子激光束在功率為5.6×10⁴w/cm²照射下，尚未發現光折變現象產生。

2.用于非臨界位相匹配，實現激光倍頻，其位相匹配溫度達到150℃，腔外倍頻（由λ＝1.06μm轉變為λ＝0.53μm）能量轉換效率≥30%，鍍增透膜后，可達40%（表二）。

3.晶體光電導σ_PH比摻鎂同成份鈮酸鋰約高一個數量級。

上述第1項性能，對于制作應用于激光光學器件具有普遍意義，如Q開關、光調制器、光偏轉器、參量振蕩器、光倍頻器等，都會因大大改善光折變的影響，而提高晶體的使用價值。第2項對制作光倍頻器有特殊意義。

前人，在同成份鈮酸鋰中曾實現非臨界位相匹配，倍頻轉換效率為16%左右，匹配溫度為23℃（表二）。

我們研制的富鋰高摻鎂鈮酸鋰晶體制作的光倍頻器件，對于1.06μm→0.53μm的轉換效率高達40%，其匹配溫度達到150℃，已超過退光折變溫度，（根據我們的測量，對于同成份鈮酸鋰晶體是140℃）克服了光折變的影響。

參考文獻

〔1〕《南開大學學報》（自然）1980年1-2期P·59

〔2〕《物理學報》1983年32卷6期P·795

〔3〕《新型無機材料》1980年3期P·1

〔4〕《非線性光學和材料》科學出版社，1978年