[發(fā)明專利]一種能有效抗灰跡的KTP晶體的制備方法

無效

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• 申請日: 2010-05-14
• 公開（公告）號: CN102242389A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發(fā)明（設計）人: 董勝明;馮彧;翟仲軍;嚴振華;李杰;劉萌
• 申請（專利權）人: 山東華特中晶光電科技有限公司
• 主分類號: C30B9/08
• 分類號: C30B9/08;C30B29/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及非線性晶體材料領域，一種人工生長能有效抗灰跡的KTP晶體的制備方法。

背景技術

磷酸鈦氧鉀(KTiOPO₄簡稱KTP)晶體是國際上公認的綜合性能優(yōu)越的非線性光學晶體。它具有倍頻系數(shù)大、轉換效率高，溫度穩(wěn)定性好、抗光傷能力強、機械加工性能良好和化學性質穩(wěn)定等優(yōu)點，被公認為固態(tài)激光器1064～532nm最佳倍頻材料，，并得到廣泛且重要的應用。但KTP也并非十全十美，在大功率密度長期作用下，產(chǎn)生肉眼可見的所謂“灰跡(grey?track)”?；役E一旦形成，會大量吸收傳播光能光束，導致晶體發(fā)熱、倍頻效率降低、激光器輸出功率下降、噪聲加強等一系列后果，繼續(xù)運轉甚至會引起KTP不可恢復的損傷。如果能避免“灰跡”產(chǎn)生，在大功率綠光激光器使用KTP晶體作為倍頻材料，則可簡化激光器結構，降低成本，對提高產(chǎn)品的穩(wěn)定可靠性，將有很大的意義。

發(fā)明內容

為解決現(xiàn)有技術存在的問題，克服晶體生長中遇到的困難，本發(fā)明提供一種能有效抗灰跡的KTP晶體的制備方法。

本發(fā)明所采用的有效抗灰跡的KTP晶體制備方法具體為：

1)采用頂端籽晶+提拉的方法；

2)提高熔質濃度45％，提高其生長溫度；

3)溶劑組成提高，合成K6溶劑；

4)用[100]方向籽晶，單生長區(qū)，減少晶體中扇形界；

5)添加PbO，起始生長溫度～1007℃，降溫78℃，0.5～3℃/天，45天，拉速0.1～0.9mm/天，正反轉動60～20rpm。

本發(fā)明采用采用頂端籽晶+提拉的方法來制備KTP晶體，降低了KTP晶體的吸收系數(shù)，能有效的抵抗灰跡產(chǎn)生，使KTP晶體的倍頻轉換效率得到增強。

附圖說明

圖1為KTP晶體抗灰跡吸收性能圖。

具體實施方式

在鉑金坩堝中，將原料K₂HPO₄，K₂CO₃，TiO₂按適當配比混合后，升溫到1100℃將原料熔化反應，并恒溫攪拌，形成均勻穩(wěn)定的高溫溶液；

反應生成K6助溶劑及KTP的化學方程式：

K6助溶劑：4KH₂PO₄+K₂CO₃——K₆P₄O₁₃+4H₂O+CO₂

KTP：KH₂PO₄+TiO₂——KTiOPO₄+H₂O

采用[100]方向籽晶，頂端籽晶與提拉相結合的方法生長KTP晶體，降溫速度慢，提速較高。提高熔質濃度約45％，提高其生長溫度。添加PbO，起始生長溫度～1007℃，降溫78℃，

采用該方法在上述情況下經(jīng)45天以0.5～3℃/天速率降溫，提拉速率0.1～0.9mm/天，正反晶轉速率(60～20rpm)，成功生長出重約200g的高質量KTP單晶，所加工8×8×7.5mm3倍頻晶體器件進行吸收、抗灰跡性能測試及倍頻性能測試。測試表明，該技術生長的KTP晶體相位匹配角度、倍頻轉化效率、損傷閾值與普通方法生長的KTP晶體要更好。

如圖1所示，在測試的1000秒時間內，使用100mw、532nm綠光照射KTP晶體，系統(tǒng)吸收基本保持平穩(wěn)，顯示了其良好的抗灰跡效果。