ADP晶體及其薄表面層生長(zhǎng)特性研究.pdf

1、ADP晶體（磷酸二氫銨晶體，NH4H2PO4）是一種性能較優(yōu)良的非線(xiàn)性光學(xué)晶體，在激光和光電子技術(shù)應(yīng)用方面占有重要地位。ADP晶體是KDP類(lèi)晶體中的重要成員，近年關(guān)于ADP晶體在一定條件下能由鐵電體轉(zhuǎn)變?yōu)榉磋F電體的研究發(fā)現(xiàn)，使其在KDP類(lèi)晶體中脫穎而出，市場(chǎng)上對(duì)于大尺寸ADP晶體的需求也隨之增加。目前，生長(zhǎng)大尺寸KDP類(lèi)晶體最常用的方法為溶液生長(zhǎng)法，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采用溶液法生長(zhǎng)KDP類(lèi)晶體的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)一種奇特的現(xiàn)象，即薄表面層生長(zhǎng)現(xiàn)象。

2、不同于晶體的正常生長(zhǎng)，薄表面層是在生長(zhǎng)溶液中懸垂生長(zhǎng)，下方無(wú)任何晶體結(jié)構(gòu)作為基底。Z切片籽晶的晶錐再生過(guò)程（成帽過(guò)程）是最典型的薄表面層生長(zhǎng)過(guò)程，最終形成的晶錐為包裹有生長(zhǎng)溶液的“空盒子”，而Z切片籽晶是目前生長(zhǎng)大尺寸KDP類(lèi)晶體中應(yīng)用最為廣泛的籽晶，很多研究表明，晶錐再生過(guò)程的順利與否，直接關(guān)系到晶體的生長(zhǎng)質(zhì)量及最終利用率。此外，研究發(fā)現(xiàn)具有非完整晶體學(xué)形態(tài)的晶體同樣以薄表面層生長(zhǎng)的方式對(duì)其形態(tài)進(jìn)行恢復(fù)，由于薄表面層內(nèi)部包裹有大量生長(zhǎng)

3、溶液，導(dǎo)致最終形成的晶體質(zhì)量較差。然而，至今仍未見(jiàn)關(guān)于薄表面層生長(zhǎng)現(xiàn)象的合理解釋?zhuān)_(kāi)展實(shí)驗(yàn)研究薄表面層生長(zhǎng)特性具有重要意義。
　　本文以ADP晶體為研究對(duì)象，使用金剛石線(xiàn)切割機(jī)制備ADP晶體樣品，開(kāi)展關(guān)于ADP晶體薄表面層形成及生長(zhǎng)特性的實(shí)驗(yàn)研究，并從生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)角度出發(fā)探究了ADP晶體薄表面層的生長(zhǎng)規(guī)律，主要內(nèi)容為：
　?、匍_(kāi)展實(shí)驗(yàn)，測(cè)定了不同溫度下ADP原料的溶解度，擬合得出了相應(yīng)的溶解度曲線(xiàn)，為后期晶體生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)及薄表面層

4、生長(zhǎng)特性研究實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展奠定了基礎(chǔ)。
　?、谠O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，采用“點(diǎn)籽晶”全方位生長(zhǎng)法生長(zhǎng)ADP晶體，介紹了兩種制備點(diǎn)籽晶的方法，分別為：自然蒸發(fā)法、金剛石線(xiàn)切割法，對(duì)比分析了采用兩種不同籽晶生長(zhǎng)ADP晶體的利弊。
　?、墼O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，研究凹角對(duì)薄表面層生長(zhǎng)特性的影響，使用金剛石線(xiàn)切割機(jī)，切割獲取得到5種具有不同類(lèi)型凹角的ADP晶體樣品，對(duì)比分析了不同ADP晶體樣品薄表面層的生長(zhǎng)特性，結(jié)果表明，凹角的切割取向?qū)Ρ”砻鎸由L(zhǎng)有較大影響，且

5、一定條件下，薄表面層最易形成于凹角處。
　?、茉O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，研究不同棱角存在情況下ADP晶體樣品的薄表面層形成及生長(zhǎng)特性，并結(jié)合顯微實(shí)時(shí)觀察實(shí)驗(yàn)，探究棱角對(duì)ADP晶體薄表面層生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明，棱角是否存在，會(huì)影響晶片對(duì)其形態(tài)的“判斷”，對(duì)薄表面層的生長(zhǎng)速度有較大影響，綜合分析認(rèn)為，棱角為薄表面層主要生長(zhǎng)源。同時(shí)，使用顯微觀測(cè)系統(tǒng)，對(duì)ADP晶體薄表面層的形態(tài)進(jìn)行觀測(cè)，并對(duì)其厚度進(jìn)行了測(cè)量。
　?、菰O(shè)計(jì)顯微實(shí)時(shí)觀測(cè)系統(tǒng)，開(kāi)展薄表