DCTA对KDP晶体的快速生长与光学性能的影响

环己二胺四乙酸(DCTA)作为一种新型添加剂被加入到KDP晶体生长溶液中。采用“点籽晶”快速生长技术, 在掺杂100×10^-6 DCTA的饱和溶液中, 生长了KDP晶体, 生长速度达20 mm/d。研究了这种新型添加剂DCTA对快速生长的KDP晶体的生长习性和光学质量的影响, 并与常用添加剂EDTA的影响效果进行了对比。研究发现, 在KDP晶体生长溶液中添加100×10^-6 DCTA使生长溶液的亚稳区宽度提高了约10℃, 晶体(100)面的生长速度提高了3~10倍; 生长出的晶体在紫外波段的透过率上升了2~8倍, 晶体内部的光散射大大减轻, 激光损伤阈值也有所提高。添加剂DCTA对KDP晶体生长及性能的改善作用比同等浓度的EDTA更加显著。     

KDP晶体柱面生长速率实时测量研究

KDP晶体生长速率高精度地实时测量有助于研究各种因素对晶体生长的影响. 本文用激光偏振干涉法实现了对KDP晶体柱面生长速率和死区的实时测量, 精度达到0.01μm/min. 籽晶 尺寸等实验条件影响测量的结果, 小尺寸(约2mm×2mm)的晶体更有利于死区的表征, 溶解阶段造成的晶体表面位错坑是出现干扰测量的“异常”现象的根源.     

转速对快速法生长KDP晶体影响的实验与数值模拟研究

采用快速生长法在不同转速下生长了KDP晶体,对晶体生长过程中的现象进行了研究;运用fluent软件,采用多重参考模型和标准k-ε湍流模型对籽晶架和晶体在溶液中旋转产生的速度场进行了数值模拟,分析了不同转速对速度场和晶体长大对溶液稳定性的影响;结合实验现象与模拟结果分析可知,初始阶段适于KDP晶体快速生长的最优转速是100 r/min,随着晶体的长大,转速应适当降低。     

掺杂焦磷酸对KDP晶体光散射的影响

掺杂焦磷酸的情况下降温生长了ＫＤＰ晶体,采用激光层析法对晶体的光散 观察,掺杂后晶体的光散射现象明显加剧;晶体的锥面、柱面和椎柱交界面处的散射点密度并不相同,其原因在于焦酸对ＫＤＰ晶体的锥面和锥面的影响不同。     

KDP/KD*P晶体生长过程中柱面扩展的研究

目前在KDP/KD*P晶体的实际生长过程中,仍以传统降温法为主.在传统降温速度的基础上适当提高降温速度,可以加快KDP/KD*P晶体的生长速度,但与此同时有可能产生柱面扩展.为此,我们对不同生长环境下的KDP/KD*P晶体生长过程中柱面扩展进行了一系列研究.实验中所用KDP原料和去离子水均与生长大口径KDP晶体相同,其它各项条件也尽量模拟大口径KDP晶体生长过程中的实际情况.在晶体生长实验过程中通过研究不同条件下KDP/KD*P晶体的柱面扩展情况来研究柱面扩展对KDP/KD*P晶体光学质量影响的共同特点.通过分析和研究实验数据及晶体生长过程,我们认为在正常生长条件下引起柱面扩展的主要因素有两个溶液的过饱和度和籽晶柱面存在的缺陷.扩展部分的晶体的光学质量与本体部分差别较大,扩展部分对光的透过率在紫外部分下降很快,明显低于本体部分在这一波段的透过率.本体部分和扩展部分对光的透过率在其它波段差别不十分突出.     

Formation of liquid inclusion induced light scatter in KDP (DKDP) crystals

We describe in this paper the formation of liquid inclusion induced light scatter in potassium dihydrogen phosphate (KDP) crystal and deuterated potassium dihydrogen phosphate (DKDP) crystals. The measurement has been done with an atomic force microscope (AFM). The mechanism of formation of liquid inclusion scatter has been proposed and the effect of super-saturation discussed.     

Na~+对KDP晶体热膨胀及硬度的影响

Na+是KDP原料中一种常见的杂质离子,采用"点籽晶"快速生长法生长了一系列掺杂Na+的KDP晶体,研究了不同掺杂浓度下Na+对KDP晶体热膨胀及硬度的影响。实验表明,随着Na+掺杂浓度的增大,KDP晶体Z向热膨胀系数逐步增大;KDP晶体(001)面的显微硬度整体大于(100)面的硬度,随着Na+掺杂浓度升高,KDP晶体各晶面硬度显著降低。     

Al3+掺杂对KDP晶体生长习性的影响

溶液中微量Al3+对KDP(磷酸二氢钾)晶体生长具有多方面的影响.本文通过传统降温法和"点籽晶"快速生长法生长了Al3+离子掺杂的KDP晶体,并通过激光偏振法实时测量了晶体柱面的生长速度和死区.实验表明,当Al3+掺杂浓度小于20×10-6 ppm时可提高溶液的稳定性,并抑制柱面的扩展;而当浓度高于20×10-6 ppm时会使传统法生长的晶体发生明显的"楔化",成帽区延长,快速法生长的晶体变得细长;高浓度(>50×10-6 ppm)时溶液稳定性遭到破坏,晶体出现开裂、包藏等宏观缺陷.KDP晶体的表面形貌也随掺杂发生改变.     

KDP晶体生长习性与快速生长研究

发现由五氧化二磷合成的KDP晶体生长原料中含有大量还原性亚磷酸盐杂质．实验表明,亚磷酸盐对晶体锥面生长有显著的抑制作用．低浓度时造成柱面扩展,在高浓度时则使整个晶体的生长速度变慢．这种原料以适当方法提纯后,用“点籽晶”技术进行快速生长实验,平均生长速度达到13．7mm／天．     

快速生长KDP晶体的显微硬度测试研究

对快速生长KDP晶体（001）、（101）、（100）面分别进行压痕法显微硬度测试,实验表明KDP晶体的显微硬度具有明显的各向异性,（001）、（101）、（100）面的显微硬度分别为187、156.7、151.3kg/mm2;晶体各晶面的显微硬度呈现出显著的压痕尺寸效应,即硬度随载荷的增大而减小。实验发现,当载荷较小,在5～25g时,压痕区没有出现明显的裂纹;随着载荷的增大,在25～200g时,裂纹以辐射状扩展,压痕边缘处形成崩碎状脆裂。确定以25g作为KDP晶体显微硬度测试的最佳载荷,此载荷下所测得的硬度为其显微硬度。