快重离子辐照钽酸锂中潜在径迹与新红外波导的形成

摘要： 本研究采用200 MeV Kr17+离子束（注量1×1012 cm?2）和247 MeV Ar12+离子束（注量1×1012 cm?2与3×1012 cm?2）对LiTaO?单晶进行辐照，对比研究了潜离子径迹与红外光波导的形成机制。通过透射电镜图谱分析和卢瑟福背散射/沟道谱等互补技术，实验测定了强电子能量损失导致的晶格无序态及潜径迹形成过程?；诜堑匀确迥Ｐ?，针对不同离子种类、辐照能量及电子能量损失条件，数值计算了Kr17+与Ar12+辐照LiTaO?晶体中晶格温度的时空演化规律，模拟结果从理论上阐释了实验观测到的晶格无序与潜径迹行为特征。高分辨X射线衍射图谱证实潜离子径迹区存在晶格膨胀现象，该效应导致折射率降低，为光学性能调控及波导结构制备提供了途径。光学测量与模拟表明，所形成的LiTaO?波导能有效支持导模并约束光传输，尤其在红外波段表现显著。