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《北京工业大学》 2009年
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KTP晶体的生长与性能研究

张彦栋  
【摘要】: 磷酸氧钛钾(KTiOPO_4,简称KTP)是磷酸盐非线性光学晶体家族中的一个重要成员。该晶体具有较大的非线性系数,较高的抗激光损伤阈值,稳定的化学特性,极高的倍频转化效率且成本低廉等优点,是目前非线性晶体中综合性能最好的晶体之一。为了满足实际工作中的应用,迫切需要生长大的高质量的单晶。本实验试图在现有的条件下生长出高光学质量的大尺寸单晶,并对其生长条件及其性能进行研究。 本文采用高温溶液缓慢降温法,常压下600℃至1000℃范围内的溶液中生长KTP晶体。采用[010]方向生长的籽晶;晶体做正转-停止-反转运动,根据生长情况采取适当的降温程序进行晶体生长,最后经退火取出。 对已经生长出来的KTP晶体,观测了生长过程中出现的包裹体、台阶、云层和开裂等宏观缺陷,并分析了它们产生的原因,另外还用化学侵蚀法观察了晶体不同晶面的位错蚀坑、生长条纹和生长丘,以此研究晶体的完整性。 在生长纯KTP晶体过程中,还生长了两种掺杂的KTP,分别是掺10%molAl~(3+)和7%molAl~(3+)+1%mol KF的KTP,对晶体样品分别进行了晶胞参数、掺质分配系数、紫外-可见-红外透过光谱、粉末倍频、激光损伤阈值等相关性质测试与计算,发现掺质没明显改变晶体结构参数;分配系数比较小,并保持一定数值;红外图谱没有明显变化,对紫外-可见-红外透过光谱的影响也很微弱,这说明掺入离子的量较少,对晶体结构没有产生大的变化;Al~(3+):KTP系列晶体的粉末倍频效应测试表明:掺Al~(3+)离子系列的KTP晶体的SHG均比纯KTP晶体的有所提高,说明Al~(3+)的加入对晶体的性能产生了影响;三种样品的激光损伤阈值都在1 GW/cm~2左右,并随着掺杂浓度的升高而降低。 本文对KTP晶体的生长工艺以及性质、性能进行了较系统的研究,得到了丰富的理论知识和实践经验,同时尚存在一些问题需要进一步研究。
【学位授予单位】:北京工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:O782

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 金成国;Nb:KTP晶体的生长及结构特征[D];中国地质大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前6条
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4 郝保红;向兰;方克明;;纳米三氧化二铝晶体生长习性的分析研究[A];中国颗粒学会第六届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集(上)[C];2008年
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3 黄海涛;基于抗灰迹KTP晶体的单一及复合非线性频率转换研究[D];山东大学;2011年
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6 谭杨;光学晶体波导中的激光和非线性效应[D];山东大学;2011年
7 詹伟达;大功率、高速率电光调制技术研究[D];长春理工大学;2011年
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9 罗康碧;硫酸钙晶须的水热制备工艺及定向生长机理研究[D];昆明理工大学;2011年
10 侯静;自适应光学波前探测新概念研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
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1 朱利文;常压酸化法制备无水硫酸钙晶须工艺研究[D];山东科技大学;2010年
2 王春晓;LnOHCO_3(Ln=La, Sm, Pr)、Zn_2(OH)PO_4晶体的水热合成与表征[D];山东师范大学;2011年
3 杨帆;一维钼酸盐纳米材料的可控制备、异质构筑与电化学性能[D];武汉理工大学;2011年
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10 杨联慧;GaP纳米材料的可控合成及其与桑色素复合材料的研究[D];山东大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 翟仲军;李晓兵;滕冰;钟德高;陈沙鸥;于正河;;快速生长KDP晶体中的包裹体[J];功能材料;2008年01期
3 才德范,黄朝恩,沈德忠,杨正棠;KTiOPO_4晶体的显微分析与结构研究[J];硅酸盐学报;1986年03期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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1 王晓洋;KTP晶体生长及电光性能的研究[D];武汉理工大学;2002年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 刘向阳,蒋民华;助熔剂法生长KTP晶体的物理化学过程(Ⅰ)[J];中国激光;1988年08期
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1 记者 邱美辉;福建斥资助推中小科技企业发展[N];中国化工报;2003年
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