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铌酸锂晶体是一种优良的人工晶体,具有很多重要的性质,如电光效应、声光效应、热电效应、压电效应、光折变效应等等。最近十几年,光子晶体及非线性光子晶体所取得的巨大成就使人们相信,它就是人们期待的新型材料。随着准相位匹配技术的发展,人们对周期极化铌酸锂晶体(PPLN)的要求越来越高。为了打破传统工艺在PPLN制备方面的一些局限性,人们提出了光诱导铁电畴反转技术,利用光场模式对晶体极化开关电场进行空间调制。光诱导畴工程的可能性为畴结构的制备方法打开了一扇新的大门。本文主要从光诱导铁电畴反转技术的实现和光诱导铁电畴反转技术的微观机制两方面入手,对这种新兴的畴工艺展开了深入研究,重点开展了以下几方面工作:
1.分析了铌酸锂晶体的物理、化学及铁电性质,讨论了铌酸锂晶体内空间电荷场的分布以及载流子输运机制。形象的描述了晶体在电场作用下,铁电畴极化反转的全过程。
2.详细介绍了光诱导铌酸锂晶体铁电畴极化反转的实验方案,并研究了实验中如温度、光强、光照时间、以及铌酸锂晶体掺杂浓度等实验参数对光诱导效应的影响。
3.本文从铁电体晶体中的反常光生伏打效应出发,从理论上分析了光诱导铌酸锂晶体铁电畴极化反转现象的微观机制,建立了光诱导铁电畴反转过程中晶体内电荷输运的理论模型。