退火温度对KDP晶体光学均匀性的影响研究X.pdfVIP

　第 16 卷 　第 4 期 强 激 光 与 粒 子 束 Vol. 16 ,No. 4 　 　2004 年 4 月 HIGH POWER LASER AND PARTICLE BEAMS Apr. ,2004 　 ( ) 文章编号 : 2004 退火温度对 KDP 晶体光学均匀性的影响研究 1 1 1 2 1 王圣来 , 　王 　波 , 　张光辉 , 　牛爱芹 , 　尹 　鑫 , 1 1 1 1 高樟寿 , 　房昌水 , 　孙 　洵 , 　李义平 ( 1. 山东大学 晶体材料国家重点实验室, 山东 济南 250100 ; 2. 山东轻工业学院, 山东 济南 250100) ( ) 　　摘 　要 : 　研究了磷酸二氢钾 KDP 晶体热退火前后光学均匀性的变化 ,发现适当温度下退火可以降低 KDP 晶体的内应力 ,提高晶体的消光比 ,从而提高晶体的光学均匀性。实验证明 ,50 ℃下退火即可消除部分内 ( ) 应力 ,110 ℃下退火可以消除生长鬼影和鬼线。但是 ,退火温度太高 如 170 ℃ ,也可能使晶体的均匀性降低。 　　关键词 : 　热退火 ; 　KDP 晶体; 　消光比 ; 　干涉 　　中图分类号 : 　TN24 　　　　文献标识码 : 　A ( ) ( ) 　　磷酸二氢钾 简称 KDP 晶体具有非线性光学性质 ,在惯性约束聚变 ICF 工程中被用来制作 Pockles 盒和 倍频元件 ,有其它材料不可替代的作用。ICF 工程对 KDP 晶体除了要求其有较大的几何尺寸外 ,还要求晶体有 好的光学均匀性 ,高的透过率及抗光损伤阈值[1 ,2 ] 。KDP 晶体的性能主要由其生长工艺决定 ,溶液中的杂质、 晶体过饱和度的大小和稳定性 ,晶体生长的速度和温度 ,都会对晶体的质量产生影响。研究表明 ,在晶体生长 完成以后 ,退火也是提高晶体性能的有效手段。Swain 等人采用亚阈值激光退火处理 ,可使晶体的抗光损伤阈 值提高 1. 5～3. 0 倍[3 ] ,再结合热退火处理后 ,抗光损伤阈值提高达 5 倍[4 ] ; K. Fujika 等人也发现可以用热退火 的方法将快速生长晶体的抗光损伤阈值提高3～5 倍 ,与传统方法生长的晶体相近 ,而且晶体的光学均匀性大 大提高[5 ] 。本文研究了热退火温度对不同条件下生长晶体光学均匀性的影响。 1 　实 　验 1. 1 　晶体生长和样品的制备及处理 　　采用传统的降温法在水溶液中生长 KDP 晶体 ,生长速度低于 5mm/ d 。晶体生长完成后经 Xray 定向仪定 ( ) 向、垂直 001 方向切割 ,表面经粗磨后再抛光至光学平面进行实验。依生长条件的差异随机选择样品。 1. 2 　晶体的热退火程序 　　对样品逐次进行 50 ,70 ,90 ,110 ,130 ,150 ,170 ℃退火处理 ,升温速率为 10 ℃/ h ,恒温 24h , 降温速率为 5 ℃/ h