快速生长KDP晶体中的包裹体

利用底部热能输入晶体生长装置进行了KDP晶体快速生长,晶体生长速度达25mm/d.利用激光透射成像法、断面显微观察、SEM及电子能谱对快速生长晶体中的各种包裹体进行了观察,分别观察到了平行于生长面的层状包裹及其分布、线形排列的液相包裹以及微观包裹体的形貌、尺度和分布等,讨论了快速生长KDP晶体中包裹体出现的条件,分析了这些包裹体形成的原因.     

L-丙氨酸掺杂下KDP晶体成核特性及生长实验研究

通过实验测定了L-丙氨酸掺杂下KDP溶液的亚稳区和诱导期,根据经典成核理论计算了晶体成核的热力学和动力学参数,分析了L-丙氨酸对KDP溶液成核特性的影响。结果表明,随着掺入的L-丙氨酸浓度的增大,KDP的溶解度减小,亚稳区变宽,诱导期变长,溶液更加稳定。采用吊晶法进行了KDP晶体生长实验,发现其(100)面法向生长速度随掺杂浓度增大而减小,在过饱和度σ>0.04时,晶体(100)面的生长以二维成核生长机制为主。     

硫酸盐掺杂导致KDP晶体开裂的研究

采用传统降温法生长了掺杂不同浓度的SO42-离子KDP晶体,研究分析了晶体的宏观缺陷及开裂形式,从晶体生长角度初步分析了硫酸盐掺杂导致KDP晶体开裂的主要原因。实验表明,随着SO42-离子掺杂浓度的增大,KDP晶体的主要开裂形式是垂直于生长层{101}面的裂纹;晶体中裂纹存在的区域都分布有大量层层平行于生长层的母液包藏。随着SO42-离子掺杂浓度的进一步增大,晶体内包藏呈云雾状分布,裂纹不规则,晶体质量严重下降,透明度降低。     

添加剂DTPA对KDP晶体快速生长及性能的影响研究

在添加1×10^-4 (mol/mol KDP) 二乙烯三胺五乙酸(DTPA)的溶液中, 利用“点籽晶”快速生长法生长了KDP晶体. 实验发现, 添加少量DTPA即可使不同饱和温度下的KDP生长溶液的亚稳区宽度均得到提高. 利用激光偏振干涉装置研究了不同浓度的DTPA对KDP晶体(100)面生长动力学的影响. 发现随DTPA掺杂量增加, 临界过饱和度(死区)一直降低, 生长速度则是先增加经过一个最大值后减小. 表征了晶体的光学透过率和晶体内部的杂质金属离子含量, 发现掺杂1×10^-4 (mol/mol) DTPA大幅提高了快速生长的KDP晶体在紫外区的透过率, 并有效地减少了进入晶体内部的杂质金属离子含量.     

KDP晶体包裹体的拉曼光谱研究

激光显微拉曼光谱对KDP晶体包裹体研究发现,相邻锥扇界附近的球形溶液包裹体串只有水溶液,而柱面扩展包藏和含高密度散射颗粒的KDP晶体都存在CO₂和H₂S等杂质分子.我们推断,柱、锥面包裹体成分的不同与晶体不同面的生长特征有关,CO₂等杂质气体分子的存在是柱面包裹体和散射颗粒形成的原因之一.     

KDP晶体光学均匀性检测实验研究

本文阐述了正交偏振干涉测量技术的基本原理和实验方法.Fizeau干涉仪的输出激光束经过线偏振镜后变为线偏振光,调整偏振方向让光束的偏振态分别平行于KDP晶体的o轴和e轴,得到两幅干涉图.通过这两幅干涉图的差值得到晶体的折射率分布不均匀性.该检测技术借助可改变输出激光偏振态的大口径干涉仪精确地测量晶体在切割方向上.光折射率和e光折射率的偏差.本文所采取的方法是在大口径干涉仪的小端口放入可改变偏振方向的线偏光镜.本文通过对一批330mm×330mm的大口径KDP晶体的折射率均匀性测量验证了该方法.     

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晶体应力数字式检测方法

使用高精度数字式应力仪测量KDP晶体的应力,给出整体应力分布.通过沿光轴方向测量,消除晶体.光和e光的双折射效应的影响,准确得到晶体材料自身的应力双折射分布.实验结果表明,测量重复性优于0.1nm/cm.对KDP晶体材料应力的高精度数字式检测对于加工和使用具有重要的指导意义.     

六偏磷酸盐对KDP晶体快速生长及光学性能的影响研究

在掺杂不同浓度的六偏磷酸盐溶液中,利用"点籽晶"快速生长法生长了KDP晶体,生长速度约20 mm/d。研究了六偏磷酸盐对快速生长的KDP晶体的生长及光学性能的影响,并与传统慢速生长的晶体进行了对比。实验表明,溶液中掺杂少量六偏磷酸盐就会显著降低生长溶液的稳定性,抑制晶体的生长,生长的晶体容易出现包藏、添晶、粉碎性裂纹等缺陷;生长的晶体光学质量也明显下降,例如晶体内部的光散射加重,激光损伤阈值降低;相比传统生长法生长的晶体,同等浓度的六偏磷酸盐对"点籽晶"快速生长法生长的晶体影响更为严重。结合KDP的晶体结构和六偏磷酸盐的分子特点,对其影响机理进行了讨论。     

转速对KDP晶体成帽影响的数值模拟研究

本研究选择有限容积法, 采用Fluent软件对KH₂PO₄(KDP)晶体在不同转速下成帽过程的温度场及速度场分布进行了数值模拟。晶体转速较低(9 r/min)时, 晶体附近温度分布比较均匀, 相应的晶体只出现一个帽区, 但温度较高, 成帽较慢; 晶体转速较高(55和77 r/min)时, 温度分布也比较均匀, 所以晶体也只有一个帽区, 此时温度较低, 成帽较快; 晶体转速介于两者之间时, 温度分布出现扰动, 晶体成帽同时出现两个或多个帽区, 成帽速度介于两者之间。在所模拟晶体转速范围内, 较高转速77 r/min是晶体帽区恢复的最优转速。     

实时控制过饱和度降温法生长KDP晶体

用变压器型电导仪实现了ＫＤＰ晶体生长过程中溶液的浓度和过饱和度的实时测量与控制,测量精度±０．０３ｇ ＫＤＰ／１００ｇ Ｈ_２Ｏ（±０．１０％相对过饱和度）,控制精度与测量精度相当．过饱和度实时控制系统提供了一种方法,可以研究在不同工艺条件生长ＫＤＰ晶体时,过饱和度与晶体生长和性能的关系．用分析纯原料生长ＫＤＰ晶体,发现随着过饱和度的增大,晶体的生长速度加快,晶体的均匀性降低．过饱和度实时控制系统可以使ＫＤＰ晶体在相对恒定的过饱和度下生长,提高了晶体生长的均匀性,抑制了生长层和散射颗粒的产生,有利于提高晶体的光学透过率和光伤阈值．     

磷酸二氢钾晶体薄表面层生长动力学实时显微研究

利用光学显微镜实时观测磷酸二氢钾(KDP)晶体柱面及锥面薄表面层的生长过程,测得不同过饱和度下薄表面层前端不同倾角的非正常棱边推移速度。结果表明:倾角越小,非正常棱边推移速度越慢,薄表面生长终止于其前端的正常棱边处;随着过饱和度的增大,非正常棱边推移速度线性增加。计算得到柱面及锥面薄表面层前端非正常棱边推移动力学系数,由于Eslice(010) Eslice(101),因而柱面薄表面层的生长动力学系数大于锥面。建立了基于非奇异面上台阶生长机制下的薄表面层生长体扩散模型。应用该模型解释了薄表面层生长速度随其厚度及前端非正常棱边倾角的变化关系,并讨论了溶液流动对薄表面层生长的影响。结果发现薄表面层生长存在一个使其以恒定厚度向前推移的临界厚度。     

Cr3+掺杂对快速生长KDP晶体的生长习性和光学性能的影响

采用快速法生长了掺杂不同Cr3+浓度的KDP晶体,测试了KDP晶体(100)面在不同Cr3+掺杂浓度下的生长速度及死区,表征了Cr3+掺杂的KDP晶体的Cr3+元素分布、透过光谱、散射颗粒分布和光损伤阈值.实验表明Cr3+易吸附在晶体(100)面,从而增大了(100)生长死区,并降低了(100)面生长速度.Cr3+使快...     

Growth habit and transparency of sulphate doped KDP crystal

KDP crystals were grown from the aqueous solution with different concentrations of sulphate by both the traditional temperature-lowering method and the rapid growth method. Sulphate showed a great effect on the growth and the properties of KDP crystals. With the rise of the dopant concentration, many defects occur such as mother liquid inclusions, parasite crystals and cracks. When the dopant concentration of sulphate reaches a certain value, the ultraviolet transmittance of crystals decreases a lot compared with crystals at low dopant concentration.     

In Situ Monitoring of Laser‐Assisted Hydrothermal Growth of ZnO Nanowires: Thermally Deactivating Growth Kinetics

The laser‐assisted hydrothermal growth kinetics of a cluster of ZnO nanowires are studied based on optical in situ growth monitoring. The growth yields are orders of magnitude higher than those of conventional hydrothermal methods that use bulk heating. This remarkable improvement is attributed to suppression of precursor depletion occurring by homogeneous growth reactions, as well as to enhanced mass transport. The obtained in situ data show gradually decaying growth kinetics even with negligible precursor consumption. It is revealed that the growth deceleration is caused by thermal deactivation resulting from heat dissipation through the growing nanowires. Finally, it is demonstrated that the tailored temporal modulation of the input power enables sustained growth to extended dimensions. These results provide a key to highly efficient use of growth precursors that has been pursued for industrial use of this functional metal oxide semiconductor.