摻質(zhì)KTP晶體生長及其性質(zhì)研究.pdf

1、磷酸鈦氧鉀(KTiOPO4或KTP)晶體是一種性能優(yōu)良的非線性光學(xué)晶體材料,但高溫溶液生長的KTP晶體c向電導(dǎo)率較高,這是限制它在電光方面應(yīng)用的原因之一。 本文采用高溫溶液緩慢降溫法分別進(jìn)行單摻Al3+、雙摻Al3+和Ba2+、單摻Cs+離子的KTP晶體生長實驗,得到如下生長工藝：采用[001]方向生長的籽晶；晶體做正轉(zhuǎn)-停止-反轉(zhuǎn)運動,轉(zhuǎn)速為30r/min,每80秒換向一次,換向間隙停轉(zhuǎn)11秒：以降-停-降的降溫方式進(jìn)行晶體生

2、長,生長初期降溫速率0.3～1℃/day,逐漸遞增,兩周后停止降溫2～3天,隨后恢復(fù)降溫,降溫速率為1～3℃/day。 研究了摻質(zhì)對KTP晶體生長習(xí)性的影響。發(fā)現(xiàn)摻Cs+的KTP晶體生長習(xí)性發(fā)生很大改變,晶體a向生長速度極其緩慢,外形呈片狀；而單摻Al3+離子和雙摻Al3+和Ba2+離子的KTP晶體的生長習(xí)性基本沒有發(fā)生變化,其形態(tài)與純KTP晶體相比基本沒有發(fā)生變化。 分析了KTP晶體生長過程中容易出現(xiàn)的缺陷如包裹體、臺

3、階和開裂的原因,還用化學(xué)侵蝕法觀察晶體(001)晶面的位錯蝕坑,并分析了缺陷產(chǎn)生的原因。 在交流電場條件下分別測定了所生長的純KTP晶體和摻質(zhì)KTP晶體c向電導(dǎo)率,測試結(jié)果表明：單摻Al3+離子、Cs+離子及雙摻Al3+和Ba2+離子均能降低晶體的c向電導(dǎo)率,且降低的幅度在2～3個數(shù)量級。對摻質(zhì)KTP晶體的摻質(zhì)分配系數(shù)、晶胞參數(shù)、紫外-可見-紅外透過光譜等相關(guān)性質(zhì)進(jìn)行了測試與計算,發(fā)現(xiàn)摻質(zhì)沒明顯改變晶體結(jié)構(gòu)參數(shù),對紫外-可見-紅