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朱胜军 等：六偏磷酸盐对 KDP晶体快速生长及光学性能的影响研究 文章编号 ：1001—9731(2014)01—01067—05 六偏磷酸盐对 KDP晶体快速生长及光学性能的影响研究 朱胜军，王圣来，丁建旭 ，刘光霞，刘文洁，刘 琳 ，顾庆天，许心光 (山东大学 晶体材料 国家重点实验室 ，济南 250100) 摘 要 ： 在掺杂不 同浓度的六偏磷酸盐溶液 中，利用 体的影响尚缺乏研究。 “点籽 晶”快速生长 法生长 了KDP 晶体 ，生长速度 约 本文利用 “点籽 晶”快速生长法生长 了掺杂不 同 20mm／d。研究了六偏磷酸盐对快速生长的 KDP 晶 浓度六偏磷酸盐 的KDP晶体。研究了六偏磷酸盐对 体的生长及光学性能的影响，并与传统慢速生长 的晶 快速生长的KDP晶体的生长和性能的影响，并与传统 体进行 了对比。实验表 明，溶液 中掺杂少量六偏磷酸 慢速生长的晶体进行 了对 比，其影响机理也进行 了讨 盐就会显著降低生长溶液的稳定性，抑制 晶体的生长， 论 。 生长的晶体容 易出现包藏、添晶、粉碎性裂纹等缺陷； 2 实 验 生长的晶体光学质量也 明显下降，例如 晶体 内部的光 散射加重 ，激光损伤 阈值 降低 ；相 比传统生长法生长的 2．1 晶体生长 晶体 ，同等浓度的六偏磷酸盐对 “点籽 晶”快速生长法 实验 原 料 为 德 国 Merck 公 司 生 产 的 高 纯 生长的晶体 影响更为严重。结合 KDP 的晶体结构和 KH。PO ，高纯去离子水 (电阻率≥17．2MQ ·cm)，分 六偏磷酸盐的分子特点，对其影响机理进行 了讨论。 析纯级 Na(PO。)。。在 1000mL广 口瓶 中，将一定量 关键词 ： KDP晶体 ；六偏磷酸盐 ；快速生长 ；晶体缺 的KH。PO 溶于水 中并加入相应量 的Na(PO。)。来 陷；光学性能 配制生长溶液 。生长之前用 0．22ffm 的滤膜对溶液进 中图分类号 ： TB34；O782 文献标识码 ：A 行过滤并在 80℃下过热 24h。 “点籽 晶”快速生长 DOI：10．3969／i．issn2014．01．015 法 [11]生长采用Z切点状籽晶，尺寸约为 5mm×5mm ×5mm，生长方 向向上；传统降温法_1。生长采用 z切 1 引 言 片状籽晶，尺寸约为 30mm×30mm×5mm，生长方 磷酸二氢钾 (KDP)晶体是 目前唯一可用于惯性约 向向下 。生长区间均为 60～3O℃。采用 FP21自动 束核聚变 (ICF)工程 的非线性光学材料 j。传统方法 控温仪控制水浴温度 ，籽晶转速保持为 77r／min。 生长 KDP晶体生长速度慢 (0．5～1mm／d)，生长周期 2．2 光学性能测量 长、风险高 ，难以满足 ICF工程快速发展的需要 。美 光学测量所需的样品均选 自晶体 内部无宏观缺陷 国劳伦斯里弗摩尔实验室的Zaitseva等报道的 “点籽 区域，Z向切割为 1cm×1cm ×1cm 的晶片 ，定 向并 晶”快速生长法 ，实现了KDP晶体的三维立体生长 ，使 将两 Z面及两X面抛光 。通过超显微法 [1胡观察样品 晶体的生长速度提高了一个数量级 ，大大缩短 了生长 中的散射颗粒，激光平行于 z面入射 ，所用激光器的 周期 ，降低了成本口]。快速生长已成为现在 KDP晶体 输出功率为 30mW，激光波长为 532nm。采用 R—on一 生长的关键技术和研究热点。 1模式(单点提升激光器能量直至晶体损伤)测量晶体 杂质离子是影响KDP晶体生长和性能的关键