[发明专利]利用飞秒激光在玻璃内部诱导析出取向可控的铌酸锂单晶的方法

权利要求书

1.一种利用飞秒激光在玻璃内部诱导析出取向可控的铌酸锂单晶的方法，通过聚焦透镜将飞秒激光光束聚焦于玻璃表面下100-1000μm，严格控制激光的频率、脉冲能量、激光的偏正方向、扫描速度以及扫描方向，可在玻璃内部控制铌酸锂晶体生长取向；飞秒激光的调控参数为：波长1030nm，频率250-500KHz，脉冲宽度为240-300fs，脉冲能量为0.5-2.5μJ，聚焦透镜数值孔径0.4-0.8，扫描速度为0-210μm/s，激光偏正方向通过偏光器控制。

2.如权利要求1所述的利用飞秒激光在玻璃内部诱导析出取向可控的铌酸锂单晶的载体玻璃的制备方法，其特征在于制备方法如下：

按组成计算量称取各种组成材料，其成分摩尔百分比为SiO₂∶Li₂O∶Nb₂O₅＝28％-50％∶25％-40％；25％-33％。采用传统的熔融淬冷法制备，即将上述原料充分磨混均匀，置入石英坩埚或铂金坩埚中，放入高温熔炉中；在1350-1500℃下熔融1-5小时，使原料熔融成液态，并使熔料混合均匀。熔料恒温加热1-5小时后，从高温炉子中取出坩埚，并将坩埚中熔料快速倒入事先预热的模具上形成玻璃样品，将玻璃样品放入500-600℃的炉子中，缓慢降温退火12-36小时，退火后的玻璃经切割、抛光等处理，即可得到淡黄色透明的玻璃载体；最后通过将飞秒激光聚焦于玻璃内部某一点，利用软件和工作平台控制样品移动进行辐照实验。

3.根据权利要求2利用飞秒激光在玻璃内部诱导析出取向可控的铌酸锂单晶的方法，其特征是所使用飞秒激光的参数为：

飞秒激光频率v＝250-500千赫兹(kHZ)，脉冲波长λ＝1030纳米(nm)，聚焦物镜的数值孔径NA＝0.4-0.8，脉冲周期τ＝240-300飞秒(fs)，聚焦深度h＝100-1000微米(μm)，扫描速度V＝0-210微米每秒(μm/s)，每个脉冲的能量E＝0.5-2.5微焦(μJ)，激光偏正方向通过偏光器控制。

4.根据权利要求3利用飞秒激光在玻璃内部诱导析出取向可控的铌酸锂单晶的方法，其特征是在飞秒激光辐射之后铌酸铌单晶的表征方法为：

样品准备：沿着垂直于所写或者扫描晶体线的方向将样品切断，然后对其断面进行镜像抛光，最后用摩尔浓度为10％的氢氟酸(HF)腐蚀2-5分钟。由于断面处被激光辐射部分的玻璃有晶体析出，导致其腐蚀速率相对较慢，通过HF处理后，利用光学显微镜可以比较清晰地观察到激光痕迹。

晶体取向表征：本发明利用电子背散射衍射(Electron Backscattered Diffraction，简称EBSD)对处理后断面上的激光痕迹进行晶体结构以及微区取向分析。