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《山东大学》 2006年
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钒酸盐晶体与薄膜的生长、结构及性能研究

李红霞  
【摘要】:随着近代科学技术的发展,在光学、激光和电子学技术的基础上,人们正在开拓光电子学的一个新领域—集成光学。所谓集成光学,简单说来,就是在光波段把相干光波的振荡、放大、传输、耦合、变频、调制等功能组合在一起,实现光学器件和回路的集成化、小型化。在光集成回路中,光波在波导介质中传播,可以方便地利用波导的各种特性对光波进行处理。作为光集成回路基本构件的介质波导,目前主要有薄膜和纤维两种形式,前者多用于集成回路,后者多用于长距离传输。与体块晶体相比,波导结构的激光薄膜材料具有低的阈值,高的震荡效率,易于集成等优点,因此,人们对薄膜光波导材料给予了极大的关注。 光波导材料实验研究的基础是波导结构的制备,改进实验方法、优化实验条件是提高光波导薄膜质量的关键。本论文在新型激光晶体YbVO_4与Er:YbVO_4的生长、结构分析及其热学性能研究的基础上,采用PLD薄膜制备技术,在不同的衬底材料上,成功地制备了一系列钒酸盐(Nd:GdVO_4、Nd:LuVO_4、Nd:YVO_4、YbVO_4及Er:YbVO_4)的波导薄膜,并利用多种测试手段表征了薄膜,论文主要内容包括: 1.经典光波导理论概述。介绍了薄膜波导理论基本概念和术语,包括传导模的性质、导模、传播常数、导模截止等。对制备的光波导薄膜,采用台阶仪、卢瑟福背散射(RBS)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(X-ray)、扫描电镜(SEM)、高分辨扫描电镜(HRSEM)、原子力显微镜(AFM)以及棱镜耦合等技术研究其特性。 2.YbVO_4与Er:YbVO_4的生长、结构分析及其热学性能研究。生长了高光学质量YbVO_4与Er:YbVO_4单晶;采用浮力法测得YbVO_4晶体密度为6.233 g/cm~3;测量了YbVO_4晶体的热膨胀系数为α_1=2.1×10~(-6)/K,α_3=8.3×10~(-6)/K(298.15~573.15K);在330K时,YbVO_4晶体的比热为0.37J g~(-1)K~(-1)(25.47cal mol~(-1)K~(-1)):室温下,YbVO_4晶体沿100方向的热导率为3.90W/m·K,001方向的热导率为5.09 W/m·K。 3.Nd:GdVO_4光波导薄膜的制备、结构和性质
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TB383.2

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