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以LiNbO3为代表的光折变晶体在三维体全息存储、图像放大、实时和动态干涉计量等应用领域发挥着重要的作用。过渡族金属离子Mn掺杂的YAP晶体是近年发现的一种新型光折变材料，它具有高晶体质量，低散射，全息记录高保真度，室温下存储时间长，可重复使用及无损读取等优点，用于三维全息存储方面极具发展潜力，越来越受到人们关注。
本论文系统研究了稀土/过渡族金属离子与Mn掺杂YAP光折变晶体的生长、结构特征和光学性质，主要结论如下：
1.采用提拉法生长了过渡族金属(Mn、Fe、Cu)离子掺杂和稀土(Yb、Ce)/过渡族金属(Fe、Cu、Co)离子与Mn共掺杂的YAP晶体，晶体尺寸约为φ25mm×60mm，其中Mn掺杂的YAP晶体具有较高的光学质量，无散射。
2.测试了Mn、Fe、Cu离子在YAP中的分凝系数分别为0.11、0.13和0.28。研究了过渡族金属离子掺杂对YAP结构及晶胞参数的影响，结果表明：过渡金属Mn、Fe、Cu离子掺杂后YAP晶体晶胞参数略为缩小，但其中心对称结构并未改变。对过渡金属掺杂的YAP晶体及稀土离子与Mn共掺杂的YAP晶体进行了拉曼光谱分析，并对其具体散射峰进行了归因。
3.研究了稀土/过渡族金属离子与Mn共掺杂YAP晶体的吸收光谱，探索了稀土/过渡金属离子在Mn：YAP晶体中的作用。结果表明Yb离子掺杂使晶体中Mn4+离子含量增加，而Ce则使Mn4+离子含量减少。Fe、Cu、Co掺杂使晶体中Mn5+含量增加。
4.研究了纯YAP晶体中的缺陷、色心以及退火和γ辐照对色心的影响。结果表明纯YAP晶体中可能存在着Vo、F心、F-心、Fe3＋、Fe2＋、Ce3+等缺陷和色心，O2退火使Fe3+含量增加，γ辐照则增加晶体中的Fe2+、F心和F心。
5.采用γ辐照及热释光研究了稀土离子(Yb、Ce)与Mn共掺的YAP晶体中的陷阱，计算了热释光峰的激活能和频率因子。结果表明：Y辐照Yb：Mn：YAP和Ce：Mn：YAP晶体中存在三种电子陷阱，提出了可能的热释光模型。
6.在Mn：YAP晶体光折变实验中观察到了光折变衍射光斑。