新型晶体生长装置与KDP晶体快速生长

论文摘要

KDP（KH2PO4）晶体是应用广泛的光电功能晶体材料，采用水溶液方法生长具有优良的光电、非线性和压电性能，其特点是大尺寸的单晶生长比较容易、晶体光学质量好、激光损伤阈值高，因而在激光技术中被广泛用于制作倍频、调制开关和偏转器等光学元器件，是目前唯一可用在激光受控热核聚变技术中的非线性光学晶体材料。溶液法是目前最常用的生长KDP晶体的方法，溶液的稳定性不仅是影响晶体光学质量的一个重要因素，而且KDP晶体中的生长条纹、包裹体、位错等缺陷的形成都与其生长过程中溶液的稳定性有关。因而在KDP晶体快速生长的过程中遇到的最大问题是如何防止自发成核和保证晶体的完美生长。本论文采用水溶液降温法，在锥形底生长装置中进行点状籽晶法快速生长KDP晶体的实验，对KDP晶体生长过程中溶液的稳定性进行分析研究，并使用光学显微镜、扫描电镜、等离子光谱等分析晶体的位错、包裹体、透过率等缺陷、性能与生长工艺的关系，为进一步改进晶体生长工艺及进行KDP晶体的快速生长的研究提供基础。实验证明，锥形底生长装置对于提高溶液的稳定性效果非常明显。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 第一章 溶液降温法快速生长KDP晶体
• 1.1 溶液降温法生长晶体
• 1.2 晶体生长机制
• 1.3 溶液中的成核
• 1.4 KDP晶体的快速生长
• 1.4.1 国外KDP晶体快速生长技术的发展过程及研究现状
• 1.4.2 国内KDP晶体快速生长技术的研究现状
• 1.5 点状籽晶法快速生长KDP晶体
• 第二章 KDP晶体快速生长的溶液稳定性及装置
• 2.1 KDP晶体快速生长的溶液稳定性
• 2.1.1 国外对KDP晶体快速生长溶液稳定性的研究
• 2.1.2 国内对KDP晶体快速生长溶液稳定性的研究
• 2.2 KDP晶体快速生长的生长装置
• 2.2.1 国内外对KDP晶体生长装置的研究
• 2.2.2 快速生长KDP晶体的锥形底装置
• 第三章 锥形底装置中快速生长KDP晶体
• 3.1 育晶装置与原料
• 3.2 籽晶的制备
• 3.3 饱和点的测定
• 3.4 晶体生长实验
• 3.4.1 传统晶体生长装置中的晶体实验
• 3.4.2 锥形底晶体快速生长装置中的晶体实验
• 3.5 不同生长条件对KDP晶体溶液稳定性的影响
• 3.6 锥形底装置的温场测定
• 3.6.1 轴向温场测定
• 3.6.2 径向温场测定
• 3.7 改进后的锥形底装置的晶体生长实验
• 3.8 结果与讨论
• 第四章 KDP晶体的缺陷分析
• 4.1 KDP晶体的缺陷种类
• 4.2 快速生长KDP晶体中的位错
• 4.3 快速生长KDP晶体中的包裹体
• 4.3.1 KDP晶体中包裹体形成的原因
• 4.3.2 扫描电子显微镜观察KDP晶体中的包裹体
• 4.4 快速生长KDP晶体中的金属杂质离子
• 4.5 KDP晶体中X射线同步辐射分析
• 结论
• 参考文献
• 作者攻读硕士学位期间已发表和已接收的文章
• 致谢