pH值对KDP晶体中散射颗粒的影响.pdfVIP

　第 15 卷 　第 3 期 强 激 光 与 粒 子 束 Vol. 15 ,No. 3 　 　2003 年 3 月 HIGH POWER LASER AND PARTICL E BEAMS Mar. ,2003 　 文章编号 : (2003) pH 值对 KDP 晶体中散射颗粒的影响 孙 　洵 , 　李云南 , 　顾庆天 , 　王圣来 , 　李毅平 , 　高樟寿 , 　房昌水 ( 山东大学 晶体材料国家重点实验室, 晶体材料研究所, 山东 济南 250100) 　　摘 　要 : 　探讨了不同 p H 值对 KDP 晶体散射颗粒的影响。结果表明 , 不同 p H 值生长条件下生长的 KDP 晶体中散射颗粒的尺寸、密度呈现明显差异 ,p H 值为 5. 5 条件下 KDP 晶体中散射颗粒尺寸明显变大 ,分 布稀疏 ;p H 值为 2. 0 时 ,散射颗粒密度高 ,尺寸小。其原因在于形成散射的杂质颗粒的存在形式不同。 　　关键词 : 　散射颗粒 ; 　KDP 晶体; 　p H 值 ; 　TEM 　　中图分类号 : 　TN24 　　　　文献标识码 : 　A ( ) 　　散射颗粒是影响 KDP D KDP 晶体光学质量的重要因素 ,这些颗粒能引起晶体的光损耗 ,甚至引起在强光 下晶体的破坏。一般情况下 ,固态、液相和气态包裹物是造成散射的三种散射源 ,这三种散射形成的机理并不 ( ) ( ) ( ) 相同。B ·W ·Woods 等指出点散射 point scatter 、线散射 line scatter 和瑞利散射 Rayleigh scatter 为三种常见 类型的散射 ,但是没有给出三者的尺寸 ,他们发现连续过滤可以有效降低晶体中散射颗粒的密度[1 ] 。王耀水 等用激光层析技术在 KDP 晶体中观察到房顶状包杂物生长层 ,认为是固体、液体和气态包杂物由于温度和过 饱和度的波动在晶体中产生并呈层状分布。此外 , KDP 晶体中的弱生长层也是导致散射颗粒产生的原因之 一[2 ] 。我们发现了 ED TA 、多磷酸盐等杂质是加重散射的重要原因[3～5 ] 。刘希玲等研究发现 ,p H 值、生长速 度、原料来源等生长条件的不同造成晶体中散射的不同[6 ] 。LLNL 研究结果也表明了不溶性颗粒会造成散射 的加重[7 ] 。到目前为止 , 已发现晶体中散射颗粒的形成与生长缺陷、可溶性杂质、不溶性固体颗粒和胶团、细 菌、微生物等有关[8～10 ] 。但是 , 由于其尺寸太小,增加了研究的困难 ,其形成的机理目前尚不清楚。自从我们 利用透射电镜首次观察到了散射颗粒真实形态以来 ,为研究不同生长条件对散射颗粒的影响及其形成机理提 供了可靠的依据。 　　本文研究了 p H 值的变化对散射颗粒的影响 ,分析了产生这种影响的根本原因 ,提出了散射颗粒形成的一 种机理。 1 　实验 　　在 p H 值分别为 2. 0 ,4. 2 ,5. 5 条件下 ,采用降温法生长了 KDP 晶体。用 HeNe 激光照射 ,直接观察了散 ( ) [6 ] 射颗粒的宏观分布 ,随后用透射电镜 TEM 对晶体中的散射颗粒进行显微观察。 ( ) 　　实验所用光源为 L E ×EL 3500 氩离子激光器 ,输出功率 100mW ,波长 514. 5nm ; 晶体按 z