Crystal growth and optical properties of Zn and Yb co-doped rod-shape single crystal by micro-pulling down method

Yb and Zn co-doped $LiNbO_3$ single crystal rods which had a diameter of 2 mm and a length of $15{\sim}25 mm$ were grown by micro-pulling down (${\mu}-PD$) method. The single crystals were successfully grown and had a uniform diameter and a smooth surface without crack. We realized of $LiNbO_3$ single crystals were hexagonal structure to compare with peaks of $LiNbO_3$ powder by Raman spectra. The threshold level of Zn concentration which is effective for optical damage were observed as about 1 mol% with IR transmission spectra.

Micro-pulling down법으로 성장시킨 Zn와 Yb를 첨가한 단결정의 광학적 특성

Micro-pulling down(${\mu}-PD$)법을 이용하여 직경 2mm, 길이 $15{\sim}25\;mm$의 Zn와 Yb가 첨가된 near-stoichiometric 조성의 $LiNbO_3$ 단결정을 성장하였다. 일정 직경의 매끄럽고 결함이 없는 양질의 단결정임을 확인하였고, 결정 내 첨가된 Zn와 Yb의 조성이 고루 분포되었음을 알 수 있었다. Raman spectra를 통해 나타난 모든 peak은 $LiNbO_3$ power의 peak과 일치함을 알 수 있었고, 이를 통해 Hexagonal 구조의 $LiNbO_3$가 성장되었음을 확인할 수 있었다. Zn의 첨가량 증가에 따른 IR 영역의 투과도 비교를 통해 광손상을 억제에 효과가 있는 Zn 첨가의 역치량이 1 mol%임을 알 수 있었다.