红外非线性光学晶体AgGaGe5Se12的制备及其性能研究

论文摘要

AgGaGe5Se12是一种优良的红外非线性光学晶体,具有透光范围宽(0.63～16μm)、非线性系数大(d31=30pm/V)、抗激光损伤阈值高(225MW/cm2)等优点,有望采用成熟的Nd:YAG@1.064 μm固体激光器泵浦,输出8～14μμm远红外激光,满足军事、民用等众多等领域应用需求。然而,AgGaGe5Se12晶体的制备存在以下困难:(1)常用的单温区法和双温区法难以合成高纯单相多晶;(2)非同成分的挥发分解以及成分偏析等问题,导致生长的单晶缺陷多,结晶质量差。针对上述困难,本论文工作开展以下几个方面的研究:(1)探索新型合成方法,采用了高压辅助法合成多晶的新思路,解决了石英坩埚爆炸和组分化学计量比偏离的问题,单次合成了近化学计量比的高纯、单相多晶300g。(2)采用籽晶辅助竖式布里奇曼法的生长方案,通过多次实验,掌握了单晶生长的升降温速率和恒温时长等关键控制参数,生长出了尺寸为Φ20mm×100mm完整无开裂的单晶棒。对单晶结构、单晶成分、单晶化学性质进行了检测,得出了生长的单晶结晶质量高、均匀性好、热稳定性高;对厚度为2.8mm未镀膜晶体进行了透过率的测试,获得了透光范围内透过率高达60%;对5×5×2mm3晶体进行了抗激光损伤阈值测试,获得了200MW/cm2的高激光损伤阈值。(3)理论计算和模拟了变频调谐曲线,计算出非线性变频中的各参量,如相位匹配角、走离角、允许角、互作用长度等,为后续元件制备和激光实验提供了参数指导。本论文研究工作采用了改进高温布里奇曼法,制备出高质量AgGaGe5Se12晶体,为实现8～14μm的远红外激光输出打下了基础。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 马佳仁

导师: 吴海信

关键词: 远红外激光,晶体制备,高压辅助法,籽晶辅助竖式布里奇曼法,理论计算

来源: 中国科学技术大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 物理学,化学

单位: 中国科学技术大学

分类号: O734

总页数: 84

文件大小: 5386K

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标签：远红外激光论文;  晶体制备论文;  高压辅助法论文;  籽晶辅助竖式布里奇曼法论文;  理论计算论文;