不同旋轉(zhuǎn)半徑及甲紫摻雜條件下KDP晶體生長過程的實驗研究.pdf

1、磷酸二氫鉀（KH2PO4，簡稱KDP）晶體是重要的非線性光學(xué)晶體。它具有優(yōu)良的性能，因此被廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域。同時它也是目前唯一可長成較大尺寸以用于慣性約束核聚變系統(tǒng)（ICF）的非線性光學(xué)晶體材料。因此，如何快速生長出大尺寸高質(zhì)量KDP晶體成為國內(nèi)外學(xué)者研究的重點。目前一般采用同心旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行KDP晶體生長，同心旋轉(zhuǎn)雖有一定改善生長溶液流動的作用，但效果有限。因此，本文主要針對旋轉(zhuǎn)半徑的影響，通過開展不同旋轉(zhuǎn)半徑下KDP晶體的生長實驗

2、，分析不同旋轉(zhuǎn)半徑對KDP晶體生長速度及其各面生長均勻性的影響。進(jìn)而在此基礎(chǔ)上，對甲紫摻雜條件下KDP晶體生長溶液成核誘導(dǎo)期進(jìn)行研究，并開展不同摻雜濃度條件下KDP晶體的生長實驗。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下。
　　①進(jìn)行了不同過飽和度、不同旋轉(zhuǎn)半徑下KDP晶體的生長實驗。發(fā)現(xiàn)過飽和度不變時，隨著晶體旋轉(zhuǎn)半徑的增大，晶體各面的生長速度先增大后減小，其變化規(guī)律與“碰壁效應(yīng)”有關(guān)；同一旋轉(zhuǎn)半徑下，高過飽和度時晶體各面生長速度均較高。

3、　?、谶M(jìn)行了不同旋轉(zhuǎn)半徑下相同線速度的晶體生長對比實驗。發(fā)現(xiàn)線速度一致時，旋轉(zhuǎn)半徑的不同會導(dǎo)致晶體生長速度不同。這說明旋轉(zhuǎn)半徑改變對晶體生長速度改變的機理不僅僅在于線速度的改變，更重要的是對晶體生長溶液攪拌方式的改變。
　?、郯l(fā)現(xiàn)晶體生長速度的提高有助于降低晶體各面生長速度的差異，改善晶體各面之間的均勻性，有助于晶體的切割，提高利用率；晶體各面生長速度的均勻性隨著旋轉(zhuǎn)半徑的增大先變好，隨后變差。
　　④測定了摻雜不同濃度甲紫

4、條件下KDP晶體的溶解度和誘導(dǎo)期。發(fā)現(xiàn)摻雜濃度的增大會降低KDP晶體的溶解度；對測定出的溶液誘導(dǎo)期結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)：低濃度的摻雜能提高溶液的誘導(dǎo)期，增加溶液的穩(wěn)定性；摻雜濃度增大時，生長溶液的穩(wěn)定性降低，不利于KDP晶體的生長。
　?、葸M(jìn)行了摻雜不同濃度甲紫條件下不同旋轉(zhuǎn)半徑時KDP晶體的生長實驗。對晶體生長速度的測量結(jié)果發(fā)現(xiàn)：與純?nèi)芤合啾?，摻雜濃度一定時，隨著旋轉(zhuǎn)半徑的增大，晶體各面生長速度同樣會呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢；一定濃度的甲