[發明專利]一種自泵浦光參量振蕩基質晶體及其制備方法

在審

• 申請號: 202010400009.7
• 申請日: 2020-05-13
• 公開（公告）號: CN111575791A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 孫德輝;陳玉客;王東周;王孚雷;劉齊魯;桑元華;劉宏
• 申請（專利權）人: 濟南大學;濟南量子技術研究院;山東大學
• 主分類號: C30B29/30
• 分類號: C30B29/30;C30B15/00;C30B33/04;H01S3/16
• 代理公司: 合肥方舟知識產權代理事務所(普通合伙) 34158
• 代理人: 劉躍

1.一種自泵浦光參量振蕩基質晶體，其特征在于：該晶體為將稀土摻雜激光晶體與MgO:PPLN非線性光參量振蕩晶體合并形成Re:Mg:LN復合晶體，然后將Re:Mg:LN復合晶體進行鐵電疇周期性反轉處理制成。

2.一種如權利要求1所述的自泵浦光參量振蕩基質晶體的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1、制備釹鎂雙摻鈮酸鋰多晶料：稱量碳酸鋰、氧化鈮、氧化鎂、氧化釹粉體，均勻混合、壓塊后燒料，獲得釹鎂雙摻鈮酸鋰多晶料；

S2、晶體生長：取步驟S1中的釹鎂雙摻鈮酸鋰多晶料一定量，放置于鉑金坩堝中，利用提拉法沿Z軸生長，最終生長出3英寸釹鎂雙摻鈮酸鋰晶體；

S3、晶體后處理，包括以下步驟：

S31、原生晶體放置于退火極化爐中，晶體去頭尾后兩端加鉑金電極片，晶體與電極片之間采用多晶料粉體間隔，兩端鉑金電極片分別連接直流電源正負極；

S32、首先按照10-50℃/h升溫速率升溫到1100-1210℃，保溫10-24h，然后打開直流電源以每5-10min的間隔增加2-20mA的速度增加兩端電壓，一直到直流電流到120-300mA為止；

S32、保持兩端電壓不變開始以10-50℃/h速率降溫，當溫度降到1000-700℃時緩慢撤掉兩端電壓，繼續降到室溫即可獲得單疇釹鎂雙摻鈮酸鋰晶體；

S33、將單疇釹鎂雙摻鈮酸鋰晶體加工為Z切厚度0.5-2mm厚的3英寸晶圓；

S4、超晶格結構制備：利用半導體產業中的光刻工藝，在3英寸晶圓正Z面鍍周期性鋁電極薄膜；然后將晶圓切割成板條，在板條負Z面鍍50-500nm厚全電極薄膜，然后板條兩面加上脈沖電壓，最終獲得周期極化釹鎂雙摻鈮酸鋰晶體。

3.根據權利要求2所述的一種自泵浦光參量振蕩基質晶體的制備方法，其特征在于：所述步驟S1中，燒料溫度為，1100-1200℃，燒料時間為5-12h。

4.根據權利要求2所述的一種自泵浦光參量振蕩基質晶體的制備方法，其特征在于：所述步驟S2中，釹鎂雙摻鈮酸鋰多晶料在鉑金坩堝中的生長溫度為1190-1300℃、轉速2-10轉/分鐘、提拉速度為0.5-2mm/h。

5.根據權利要求2所述的一種自泵浦光參量振蕩基質晶體的制備方法，其特征在于：所述步驟S4中，脈沖電壓參數為：脈沖寬度5μs-10s，電壓500V/mm–25kV/mm。

6.根據權利要求2所述的一種自泵浦光參量振蕩基質晶體的制備方法，其特征在于：所述步驟S4中，鋁電極薄膜厚度為50-500nm，電極寬度為1-10μm。