《大尺寸遠紅外非線性晶體CdSe生長及器件製作》是依託哈爾濱工業大學，由雷作濤擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：大尺寸遠紅外非線性晶體CdSe生長及器件製作
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：雷作濤
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
硒化鎘（CdSe）晶體是目前通過OPO技術產生遠波8~12μm雷射輸出的最好非線性材料之一，以CdSe晶體為基質的全固態雷射器具有功率高、體積小、攜帶方便等優點，在光電對抗、醫療器械及遙感探測等領域具有重要套用。由於存在熔點高、組分易偏析、單晶生長開裂等缺點，大尺寸單晶生長異常困難，國內無滿足工程套用的晶體。. 本項目主要研究雙溫區法合成大批量高純CdSe多晶、垂直布里奇曼法生長大尺寸高品質單晶、缺陷結構與性能關係及OPO器件製作等關鍵技術和相關理論，重點解決多晶合成偏離化學計量比和大尺寸單晶生長開裂難題。探索恆溫熱退火和高能電子輻照技術對生長態晶體改性的後處理技術，進一步降低透光波段吸收係數，最終實現高功率遠波紅外雷射輸出。. 項目完成時晶體尺寸達到φ(40~50)×90mm，器件尺寸10×10×50mm，雷射輸出功率達到10W，填補國內空白。
結題摘要
硒化鎘（CdSe）晶體是目前通過OPO技術產生遠波8-12μm雷射輸出的最好非線性材料之一，以CdSe晶體為基質的全固態雷射器具有功率高、體積小、攜帶方便等優點，在光電對抗、醫療器械及遙感探測等領域具有重要套用。 採用傾斜雙溫區方法，將反應原料分置不同溫區，有效降低了反應器內的壓力，解決了反應器因壓力高炸裂的原因，合成出高純CdSe多晶原料，單次合成量達到300g。採用底部籽晶垂直布里奇曼法生長出直徑50mm的大尺寸單晶，對坩堝提拉速度、長晶界面溫度梯度以及坩堝旋轉進行模擬探究，得出生長速率為0.5mm/h時可獲得接近平的固液生長界面，固液生長界面穩定性是生長大尺寸單晶的關鍵因素。採用X射線形貌術對缺陷結構進行了識別，主要存在三種類型位錯：數量較少的螺型位錯，{110}<110>和{010}<100>滑移體系中的兩種刃型位錯，平均位錯密度Nd =4×103cm–2。II類相位匹配CdSe晶體元件採用短波諧振U形腔：當輸入功率增加至8.1W時，長波10.81μm雷射輸出功率148mW，斜率效率為5.54%，泵浦閾值為＜2.715mJ/mm2。考慮CdSe晶體小的走離效應，進一步採用長的CdSe晶體降低OPO振盪閾值，可以獲得更高功率的長波8-12μm雷射輸出。
