大口径超低吸收系数中红外磷锗锌晶体与器件制备

光参量振荡（OPO）技术是目前实现全固态可调谐高功率3～5μm中红外激光的主流方案,其核心是红外非线性光学晶体,晶体品质决定红外激光功率水平。磷锗锌（ZnGeP₂, ZGP）晶体性能优异,被称为"中红外非线性光学晶体之王",但在0.7～2.2μm附近存在异常的光学吸收带,这阻碍了ZGP OPO功率的进一步提升。针对这一问题,采用自制的梯度冷凝炉,结合超低梯度冷凝技术,生长出3.8～5.0 cm大尺寸ZGP单晶,通过定向、切割、退火、抛光、镀膜等处理后,成功实现了多种规格OPO器件的生产,最大器件尺寸达30 mm×30 mm×40 mm,器件在波长2.09μm和1.064μm处的吸收系数分别低至0.015 cm^-1和0.4 cm^-1。采用单块超低吸收ZGP OPO器件,实现了3～5μm高功率中红外激光输出,功率达107 W,斜率效率为75%,光光效率为61.8%,光束质量（M²）为3.1左右。     

PcBN刀具连续车削淬硬钢性能的研究

为了研究PcBN刀具在干式连续车削条件下刀具的性能,选用两种不同的PcBN刀具,在不同切削速度及不同工件硬度条件下,对淬硬钢进行车削试验。在此基础上,对刀具前、后刀面的显微形貌特征进行了观察,分析了刀具的失效机理。结果表明:切削速度对刀具的切削寿命影响很大,随着切削速度的增加刀具寿命几乎线性下降。硬度也是影响刀具切削寿命的重要因素之一,当v190 m/m in时,刀具切削硬度为(64±1)HRC工件的寿命比相同条件下切削硬度为(61±1)HRC工件的寿命下降约40%~60%。刀尖温度随着切削速度的增加不多,切屑温度要比刀尖温度高出许多。在本试验中,刀具的失效判据为崩刃或后刀面平均磨损超过0.3 mm。     

水平梯度冷凝法生长优质ZnGeP_2单晶与性能表征

用自制的双温区机械震荡管式炉合成了Zn Ge P2多晶,单次合成量超过500 g。采用水平梯度冷凝法生长了质量为350~395 g的Zn Ge P2单晶,单晶最大尺寸为25 mm×32 mm×165 mm。通过X射线粉末衍射、摇摆曲线以及红外透射光谱等研究了合成的多晶和生长的单晶品质。结果表明:晶体(100)面摇摆曲线半峰宽为33″~42″,且峰型锐利、对称;在3~8μm的吸收系数小于0.01 cm~(–1),2μm处吸收系数小于0.03 cm~(–1)。另外,制备了Zn Ge P2光学参量震荡器件,该器件在2μm激光泵浦下成功输出3~5μm可调谐激光,光光转化效率为56.2%。表明生长的Zn Ge P2晶体具有较高的品质,能满足应用要求。