不同旋轉(zhuǎn)半徑及甲紫摻雜條件下KDP晶體生長(zhǎng)過(guò)程的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、磷酸二氫鉀（KH2PO4，簡(jiǎn)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(shí)它也是目前唯一可長(zhǎng)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(zhǎng)出大尺寸高質(zhì)量KDP晶體成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn)。目前一般采用同心旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行KDP晶體生長(zhǎng)，同心旋轉(zhuǎn)雖有一定改善生長(zhǎng)溶液流動(dòng)的作用，但效果有限。因此，本文主要針對(duì)旋轉(zhuǎn)半徑的影響，通過(guò)開(kāi)展不同旋轉(zhuǎn)半徑下KDP晶體的生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)

2、，分析不同旋轉(zhuǎn)半徑對(duì)KDP晶體生長(zhǎng)速度及其各面生長(zhǎng)均勻性的影響。進(jìn)而在此基礎(chǔ)上，對(duì)甲紫摻雜條件下KDP晶體生長(zhǎng)溶液成核誘導(dǎo)期進(jìn)行研究，并開(kāi)展不同摻雜濃度條件下KDP晶體的生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下。
　?、龠M(jìn)行了不同過(guò)飽和度、不同旋轉(zhuǎn)半徑下KDP晶體的生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)過(guò)飽和度不變時(shí)，隨著晶體旋轉(zhuǎn)半徑的增大，晶體各面的生長(zhǎng)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(guò)飽和度時(shí)晶體各面生長(zhǎng)速度均較高。

3、　　②進(jìn)行了不同旋轉(zhuǎn)半徑下相同線速度的晶體生長(zhǎng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)線速度一致時(shí)，旋轉(zhuǎn)半徑的不同會(huì)導(dǎo)致晶體生長(zhǎng)速度不同。這說(shuō)明旋轉(zhuǎn)半徑改變對(duì)晶體生長(zhǎng)速度改變的機(jī)理不僅僅在于線速度的改變，更重要的是對(duì)晶體生長(zhǎng)溶液攪拌方式的改變。
　　③發(fā)現(xiàn)晶體生長(zhǎng)速度的提高有助于降低晶體各面生長(zhǎng)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(zhǎng)速度的均勻性隨著旋轉(zhuǎn)半徑的增大先變好，隨后變差。
　?、軠y(cè)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(huì)降低KDP晶體的溶解度；對(duì)測(cè)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(shí)，生長(zhǎng)溶液的穩(wěn)定性降低，不利于KDP晶體的生長(zhǎng)。
　?、葸M(jìn)行了摻雜不同濃度甲紫條件下不同旋轉(zhuǎn)半徑時(shí)KDP晶體的生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)。對(duì)晶體生長(zhǎng)速度的測(cè)量結(jié)果發(fā)現(xiàn)：與純?nèi)芤合啾?，摻雜濃度一定時(shí)，隨著旋轉(zhuǎn)半徑的增大，晶體各面生長(zhǎng)速度同樣會(huì)呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)；一定濃度的甲