低电导率ktp晶体生长及其性能研究

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1、北京工业大学工学硕士学位论文摘要磷酸钛氧钾(KTiOP04或KTP)晶体是一种性能优良的非线性光学晶体材料，但由于其c向电导率较高的缘故，限制了它在电光方面的应用。本文首先阐述了导致高温溶液法生长的KTP晶体c向电导率较高的形成机理，提出采用掺入特定元素的离子来降低KTP晶体c向电导率的方案。研究了生长高光学质量、低电导率KTP晶体的工艺过程，指出晶体生长炉温度场的均匀性、控温精度、籽晶的质量和定向以及降温速度的快慢对晶体的光学质量有着重要的影响。在晶体生长炉温场均匀性高于2．5。c、控温精度高于O．2。c、降温速度为0．2。C～

2、2。C的条件下，采用浸没籽晶缓慢降温法生长出宏观无明显缺陷的掺质KTP晶体。本文讨论了KTP晶体生长的驱动力和生长机制，研究了掺质对KTP晶体生长习性的影响，并对其形貌进行了描述和理论上的解释。发现分别掺Rb+、Cs+离子的KTP晶体生长习性发生很大改变，晶体a向生长速度极其缓慢，a向尺寸增加不大，晶体外形成片状，而掺Ga”离子的KTP晶体a向生长速度增大，a向尺寸变厚。同时也分析了KTP晶体生长过程中容易出现的缺陷一包裹体产生的原因，指出晶体表面过饱和度分布不均匀是出现包裹体的根本原因，并提出了生长高光学质量KTP晶体应采取的一

3、些措施。在直流和交流电场条件下分别测定了所生长的纯KTP晶体和掺质KTP晶体a、b、c三个方向的电导率，测试结果表明掺加Rb+、CS+、Ga3+等离子均能够降低KTP晶体电导率，降低幅度约为一到二个数量级。同时分别对掺质KTP晶体的掺质分配系数、晶胞参数、紫外．可见透过光谱进行了测试与计算，发现掺质没明显改变晶体结构，对紫外一可见透过光谱的影响也很微弱。关键词电导率；掺质KTP晶体；晶体生长；晶体性能一一一一北索工业大学工学硕士学位论文Abstractpotassi黼ltit姐yiphosphate(}弼OP04orKTP)cry

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