陕西科技大学半导体材料与器件中心，西安 710021
在ZnO-Bi2O3-MnO2-Cr2O3基础上掺杂不同含量的SiO2，采用传统固相烧结法制备ZnO压敏陶瓷。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜研究了ZnO压敏陶瓷的物相组成和微观结构。利用数字源表、电感电容电阻测试仪测试并分析其电学性能。利用电容-电压特性法测试其晶界参数。结果表明：在频率10 kHz附近时，由于极化跟不上外电场变化，相对介电常数急速下降，同时产生相应的损耗峰。随着SiO2掺杂量的增加，损耗角正切(tanδ)先降低后升高，在掺杂量为0时最高，1.0%(摩尔分数)时最低，SiO2的掺杂明显降低了在105 Hz附近的tanδ值。非线性系数(α)随着SiO2掺杂量的增加先增加后减小，在SiO2掺杂量为1.0%时，样品α值达到43.36，晶界势垒高度φb在10 kHz时为1.98 eV，施主浓度低至2.97×1024 m-3，同时漏电流IL为0.31 μA/cm2。
二氧化硅 氧化锌 压敏陶瓷 晶界势垒 非线性系数 电容-电压特性法 silicon dioxide zinc oxide varistor ceramics Schottky barrier nonlinear coefficient capacitance-voltage characteristic method
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Applied Physics, Microelectronic and Physics, Hunan University of Technology and Business, Changsha 410205, China
2 Department of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
3 Key Laboratory for Laser Plasma (Ministry of Education), IFSA Collaborative Innovation Center, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China
When two synchronized laser beams illuminate the inner surface of bulk lithium niobate crystals with magnesium doping (5%/mol ) under the condition of total reflection, semi-degenerate four-wave mixing (FWM) is generated. On this basis, a more sophisticated frequency conversion process on the interface of nonlinear crystal has been researched. The generation mechanism of FWM is associated with the fundamental waves reflected on the inner surface of the nonlinear crystal. Analysis of the phase-matching mechanism confirms that the FWM is radiated by the third-order nonlinear polarized waves, which are stimulated by the third-order nonlinear susceptibility coefficient of the nonlinear crystal. Theoretically calculated and experimentally measured corresponding data have been presented in this article. These results are expected to provide new inspiration for further experimental and theoretical research on frequency conversion in nonlinear crystals.
nonlinear optics four-wave mixing surface of nonlinear crystals third-order nonlinear coefficient Chinese Optics Letters
2022, 20(3): 031901
1 江南大学 理学院, 江苏 无锡 214122
2 江苏省轻工光电工程技术研究中心, 江苏 无锡 214122
理论上给出了一种计算任意厚度、不同切向石英晶体Maker条纹的方法。通过晶体坐标系和实验室坐标系的对应关系, 计算出X,Y,Z三种切向石英晶体的有效二阶非线性系数, 从而得到它们的Maker条纹。结果表明X切石英晶体为第一类Maker条纹, 而Y切和Z切石英晶体为第二类Maker条纹。实验上使用波长为800 nm的飞秒激光为光源, 分别测量了入射角-60°到60°范围内, 相同厚度三种切向石英晶体的Maker条纹。实验测量和理论计算的Maker条纹结果基本一致。根据实验测量X,Y,Z切石英晶体Maker条纹的最大值计算出的二阶非线性系数分别为0.3875pm/V、0.2969pm/V、0.2946 pm/V和0.3268pm/V。
倍频 石英晶体 Maker条纹 二阶非线性系数 second harmonic generation quartz crystal Maker fringe second order nonlinear coefficient
中国电子科技集团公司第四十六研究所, 天津 300220
研究了 DAST晶体的有效二阶非线性系数和太赫兹发射性能。实验以 DAST-甲醇溶液的亚稳区范围为依据, 采用溶液降温法进行 DAST的生长。实验发现, 降温速率越快, 晶体的生长速度越快, 但晶体易发生多晶转变;在晶体生长后期, 采用较慢的降温速率, 有利于晶体厚度的增加。经磨抛后的晶体表面粗糙度能够达到光学测试等级(微米级)要求。经测试, DAST晶片有效二阶非线性系数平均值为 16.58 pm/V, 实现了频率范围 0.84~10 THz的太赫兹波发射, 并在
DAST晶体 太赫兹 DAST terahertz effective second -order nonlinear coefficient performance 太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(4): 570
1 西南林业大学，云南省胶粘剂重点实验室， 昆明 650224
2 西南林业大学，功能陶瓷和木陶瓷实验室，昆明 650224
3 西南林业大学材料科学与工程学院，昆明 650224
本文研究了退火对TiO2-Ta2O5-CaCO3压敏陶瓷的压敏性能的影响，采用球磨-成型-烧结的传统方法制备TiO2-Ta2O5-CaCO3压敏陶瓷，并将TiO2-Ta2O5-CaCO3压敏陶瓷在不同温度下退火，用压敏直流参数仪测试样品的非线性系数α、压敏电压EB，采用XRD、SEM和STEM分析微观结构。结果表明，适宜温度下退火适当时间，可使晶粒适当长大，并使晶粒粒度分布均匀，减少气孔和提高致密度。退火过程中，半径较大的受主离子获得动能进一步向晶界偏析，增大晶界受主态密度，从而提高非线性系数α。晶粒适当长大，晶界数量和晶界总面积减小，有助于减小压敏电压；提高致密度可减小电阻率，从而进一步减小压敏电压。当掺杂浓度为0.20mol%，烧结温度为1 350 ℃，700 ℃退火3 h的TiO2-Ta2O5-CaCO3压敏陶瓷获得最高的非线性系数和较低的压敏电压(α=8.6， EB=22.5 V?mm-1)，优于没有退火样品。
TiO2压敏陶瓷 非线性系数 压敏电压 退火 TiO2 varistor ceramic nonlinear coefficient varistor voltage annealing
电子科技大学信息与通信工程学院光纤传感与通信教育部重点实验室, 四川 成都 611731
研究了椭圆纤芯少模光纤的模式特性,给出了少模光纤中克尔非线性耦合模方程的一般形式,详细描述了少模光纤参量放大器的设计方法。利用COMSOL仿真软件获得了导波光场模式分布对纤芯椭圆率的依赖关系,进而计算了少模之间的四波混频相位失配因子和相应的模场交叠积分(或非线性系数)。研究了阶跃型折射率分布的椭圆纤芯少模光纤中三个模群的简并四波混频过程。结果表明,当LP21a模的抽运光功率为0.5 W时,LP11a模的信号光增益达到20.15 dB,在增益劣化2 dB的范围内可允许的椭圆纤芯误差为0.6 μm。
光纤光学 少模光纤 光纤参量放大 模场分布 非线性系数 激光与光电子学进展
2019, 56(11): 110603
1 南京邮电大学 电子与光学工程学院, 江苏 南京 210023
2 南京晓庄学院 电子工程学院, 江苏 南京 211171
设计了一种新型轨道角动量模传输的圆环形光子晶体光纤, 包层为排列有序的矩形空气孔围绕纤芯呈圆形排列, 纤芯为大的空气孔, 中间环形高折射率区为光子轨道角动量传输区。利用基于有限元法的COMSOL Multiphysics软件进行仿真分析, 对光子轨道角动量模式在光纤中的传输特性进行了详细讨论。结果表明, 该结构可实现1.2~2.0 μm波段50个轨道角动量模式的有效分离和稳定传输,简并模式的有效折射率差大于10-4, 保证了每个模式的稳定传输; 限制损耗仅为10-9 dB·m-1, 非线性系数低至0.833 km-1·W-1。该光纤可以应用于模分复用系统, 将大大提高通信系统容量和频谱效率。
轨道角动量模 光子晶体光纤 色散 限制损耗 非线性系数 orbital angular momentum modes photonic crystal fiber dispersion confinement loss nonlinear coefficient 红外与激光工程
2019, 48(2): 0222002
中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
通过在碲玻璃中添加重金属离子, 尝试制作了具有较大的非线性折射率、时间响应快、吸收小的光开关玻璃。采用超快飞秒光克尔门技术对光开关玻璃的光克尔信号进行测试, 测试结果显示, 光开关玻璃的光克尔信号对称性好, 信号半高宽度达到~225 fs, 三阶非线性极化率达到~0.8×10-20 m2/V2, 透过率达到70%~80%; 研制的光开关玻璃为皮秒和飞秒光开光材料的选取提供了依据。
光开关玻璃 三阶非线性系数 光克尔效应 碲酸盐玻璃 optical shutter glasses three order nonlinear coefficient optical Kerr effect tellurite glasses 红外与激光工程
2018, 47(1): 0121001
采用腔透射谱法测量了Λ型三能级系统的五阶克尔非线性系数。对二能级和Λ型三能级系统的五阶非线性系数进行数值模拟，比较发现，原子相干对非线性系数具有增强作用。同时将三阶和五阶极化率的模拟结果与测量结果进行对比，发现两者具有很好的一致性。
非线性光学 原子相干 电磁诱导透明 非线性系数 腔透射谱法
西安邮电大学 电子工程学院, 陕西 西安 710121
基于光纤中前向瞬态受激拉曼散射效应分析理论, 利用光子晶体的高非线性特性, 对光子晶体光纤拉曼波长转换进行了数值分析, 并建立了全光波长转换设计方案的理论模型, 给出了设计原理框图及实现方法。用OptiSystem对四路探测光进行波长转换仿真, 仿真结果表明: 所设计的全光波长转换器同时对四路探测光实现波长转换, 转换输出的信号光码型和输入泵浦信号光码型一致, 并且所得到的眼图线迹清晰, “眼睛”张开度良好。论证了该设计方案可行。
光子晶体光纤 受激拉曼散射效应 全光波长转换 高非线性 photonic crystal fiber stimulated Raman scattering all optical wavelength conversion high nonlinear coefficient 红外与激光工程
2016, 45(12): 1206011
