[發明專利]一種水熱法生長大尺寸砷酸鈦氧鉀體單晶的方法

無效

• 申請號: 201310242101.5
• 申請日: 2013-06-19
• 公開（公告）號: CN103305899A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 周海濤;何小玲;王金亮;霍漢德;張昌龍;任孟德;覃世杰;左艷彬;盧福華;李東平
• 申請（專利權）人: 中國有色桂林礦產地質研究院有限公司
• 主分類號: C30B7/10
• 分類號: C30B7/10;C30B29/22
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 唐智芳

技術領域

本發明涉及一種非線性光學晶體材料，具體涉及一種水熱法生長大尺寸砷酸鈦氧鉀體單晶的方法。

背景技術

砷酸鈦氧鉀（KTiOAsO₄，簡稱KTA）晶體與磷酸鈦氧鉀（KTiOPO₄，簡稱KTP）晶體相比，具有更高的非線性光學系數、電光系數、光損傷閾值和更寬的透光波段等優點，如助熔劑法合成的KTA晶體，其電光系數和非線性光學系數是KTP的1.6倍左右；對于1.064微米激光，其激光損傷閾值大于10000MW/cm²(70ps)，是KTP晶體的2倍之多；其透光范圍在0.35～5.5微米，比KTP晶體的0.35～4.5微米范圍擴展了許多。此外，KTA晶體還具有化學性質穩定、不潮解、有小的走離角和寬的容許角等優點。

由于在3～5μm波段內KTA的吸收損耗遠低于KTP，從而降低了熱透鏡及熱效應的腔的穩定性和光束質量的影響，可以有效地提高激光轉換效率。用KTA可以制作比KTP晶體更為優良的紅外光學參量振蕩器，且激光轉換效率大于50%。有研究人員在10～20GW/cm²范圍內使用皮秒染料激光器時，沒有發現KTA晶體光學性能受到破壞。因此，KTA是一種比KTP更為優良的紅外光學參量振蕩材料，在激光測距、激光雷達、遙控傳感等方面具有重要應用。同時，它還是重要的二次諧波產生、混頻、電光調Q開關和電光調制器的晶體材料。

J．D．Bierlein等人[J.D.Bierlein,et.al?Appl.Phys.Lett.54,783-785(1989]報道了用助熔劑法(熔鹽法)生長的KTA晶體的線性和非線性光學性質，L?K．Cheng和J．D．Bierlein[L.K.Cheng,et.al,Appl.Phys.Lett.62,346-348(1993).]在報道KTP同系物晶體生長時，詳細報道了從鎢酸鹽或鉬酸鹽體系中生長KTA晶體。Luo?Chuhua等[Luo?Chuhua?et.al?J?Crys.Growth,128,1993,p.963-965.]采用K₄As₂O₇-K₂WO₄-As₂O₅助熔劑用TiO₂-KAsO₃作原料生長出了KTA晶體，但是發現有鐵電疇，影響了其性能。牟其善等[牟其善等.無機材料學報,2000,15(4):584-588.]對助熔劑法KTA的缺陷進行了研究，指出KTA晶體中主要的缺陷有鐵電疇、生長層、扇形界、位錯和包裹物。牟其善等[牟其善,等.人工晶體學報,2000,29(4):360]對其鐵電疇和位錯進行了研究，指出了鐵電疇與晶體質量有一定關系。由于助熔劑法生長的KTA晶體多呈多疇狀態，各種缺陷，特別是疇的存在，對KTA晶體的物理性能和物理應用影響很大，可見，助熔劑法生長完善的KTA晶體非常困難，這些問題嚴重地限制的KTA晶體的應用。