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人工晶体学报 2022年第12期51卷 2009-2013,2030页

作者：李鹏飞胡子钰郑国宗福州大学化学学院福州350116 中国科学院福建物质结构研究所福州350002

受到晶体尺寸以及非线性光学性能的影响,目前可供选择的非线性晶体非常有限。DKDP晶体作为传统大尺寸光电材料,在光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)装置中得到了应用。高氘化的DKDP晶体有更好的光学性能,然而生长出高氘化DKDP晶体对生长环境等... 详细信息

受到晶体尺寸以及非线性光学性能的影响,目前可供选择的非线性晶体非常有限。DKDP晶体作为传统大尺寸光电材料,在光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)装置中得到了应用。高氘化的DKDP晶体有更好的光学性能,然而生长出高氘化DKDP晶体对生长环境等有更加严格的要求。本文通过改良的原料合成罐以及生长槽,采用点籽晶快速生长法成功生长出高氘DKDP晶体。按照Ⅰ类(θ=37.23°,φ=45°)切割方式制备样品,并对其氘含量、透过率、光学均匀性以及晶体激光损伤阈值进行测试。实验结果表明,晶体的平均氘含量达到98.49%,在可见-近红外波段下具有较宽的透过波段和较高的透过性能。R-on-1的测试结果显示,在3 ns、527 nm条件下,DKDP晶体的激光损伤阈值达到了19.92 J/cm^(2)。晶体光学均匀性均方根达到了1.833×10^(-9),表明晶体具有良好的光学均匀性。

关键词： DKDP 非线性晶体 OPCPA 高氘点籽晶快速生长法光学性能 Ⅰ类

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掺杂EDTMPA对KDP晶体生长及其性能的影响

掺杂EDTMPA对KDP晶体生长及其性能的影响

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作者：吴梦莉重庆大学

学位级别：硕士

磷酸二氢钾(KHPO,KDP)晶体是一种优良的非线性光学晶体。它具有多种非线性光学效应,被广泛应用于工业领域。因此,如何快速生长出大尺寸高质量KDP晶体成为国内外学者研究的重点。根据已有研究,生长溶液中的杂质是影响KDP晶体生长及其性... 详细信息

磷酸二氢钾(KHPO,KDP)晶体是一种优良的非线性光学晶体。它具有多种非线性光学效应,被广泛应用于工业领域。因此,如何快速生长出大尺寸高质量KDP晶体成为国内外学者研究的重点。根据已有研究,生长溶液中的杂质是影响KDP晶体生长及其性能的原因之一。因此,本文针对溶液中的一类杂质离子,掺杂有机络合剂EDTMPA(乙二胺四亚甲基膦酸)利用络合反应降低其在溶液中的活性,降低或消除这类杂质离子对KDP晶体生长及性能的影响。并分析不同掺杂浓度对KDP晶体的生长及性能的影响。具体研究内容和结论如下:(1)利用点籽晶快速生长法成功生长了未掺杂的纯KDP晶体和溶液掺杂浓度为200 ppm,400 ppm,600 ppm及800 ppm的KDP晶体。并比较了各个晶体的生长速度,发现柱面生长速度和锥面生长速度均发生变化。(2)通过XRD粉末衍射实验发现,溶液中掺杂EDTMPA不会影响KDP晶体的晶型,掺杂物EDTMPA不会进入KDP的晶体结构中,其XRD图谱中特征峰的数量和位置均与纯KDP晶体相同,无其他晶相生成。(3)通过FT-IR测试发现掺杂EDTMPA生长的KDP晶体与纯KDP晶体光谱图各吸收峰数目相同,没有EDTMPA的官能团吸收峰出现,这说明在生长过程中,掺杂物EDTMPA并未进入KDP晶体中。(4)通过紫外-可见-近红外透射光谱分析,掺杂物EDTMPA几乎不影响KDP晶体在可见光和近红外区的光学参数,但会改变KDP晶体在紫外波段的光学参数:低掺浓度时,晶体的紫外透过率降低,折射率、消光系数、光电导率和光电阻率升高;高掺杂浓度时,晶体的紫外透过率升高,折射率、消光系数、光电导率和光电阻率降低。(5)由晶体的TG-DSC曲线知,掺杂物EDTMPA对KDP晶体的起始反应温度和吸热峰无明显影响,掺杂后晶体的失重率降低。(6)利用化学腐蚀法观察晶体的位错,低掺杂浓度生长的晶体位错密度均高于纯KDP晶体的位错密度。高掺杂浓度晶体的位错密度较未掺杂晶体位错密度少。(7)通过单脉冲辐照损伤实验发现,掺杂后晶体的激光损伤阈值均下降,晶体更易损坏。

关键词： KDP EDTMPA 点籽晶快速生长法光学参数

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