專利名稱：降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于磷化鍺鋅晶體改性領(lǐng)域；具體涉及降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)的方法。
背景技術(shù)：
磷化鍺鋅(ZnGeP2，簡稱ZGP)晶體是一種性能極為優(yōu)異的非線性光學(xué)材料，具有非線性系數(shù)高、透光波段寬、損傷閾值高、機(jī)械加工性能好等優(yōu)點(diǎn)，是目前通過光參量振蕩技術(shù)(OPO)實(shí)現(xiàn)3 5 μ m中紅外激光輸出的最好材料；可實(shí)現(xiàn)激光器全固態(tài)化、多波長調(diào)諧和大功率輸出，具有功率高、體積小、重量輕、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，在激光頻率轉(zhuǎn)換領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用背景，可用于醫(yī)療器械、環(huán)境監(jiān)測、深空探測、紅外激光對抗、毒氣甄別等民用和國防領(lǐng)域。由于生長態(tài)的ZGP單晶體內(nèi)存在本征缺陷和熱應(yīng)力，使晶體在近紅外區(qū)0. 7 3μπι處出現(xiàn)了較大的吸收，從而限制了它作為光參量振蕩元件的應(yīng)用，尤其在1.99 2. 09 μ m處的吸收系數(shù)一般都在0. IcnT1以上，而該波段為中遠(yuǎn)紅外激光器的泵浦波長，大的吸收系數(shù)會降低泵浦波段的透過率，使ZGP-OPO激光器輸出功率過小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決現(xiàn)有磷化鍺鋅晶體在1. 99 2. 09 μ m處的吸收系數(shù)還在0. IOcnT1 以上而難于實(shí)現(xiàn)高功率激光輸出的技術(shù)問題，而提供了降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)的方法。本發(fā)明中降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)的方法是按下述步驟進(jìn)行的步驟一、用混酸對磷化鍺鋅晶體刻蝕1 5min (目的是去除晶體表面的氧化物)，混酸是濃鹽酸和濃硝酸按1 (1 3)體積比混合而成的，然后用去一級去離子水沖洗干凈，再吹干，然后放入石英管內(nèi)，磷化鍺鋅晶體底面兩端用石英支撐架墊起，再抽真空至真空度KT4Pa以上進(jìn)行封裝；步驟二、然后以10 60°C /h速率升溫至500 700°C，保溫退火200 400h，再以 10 60°C /h速率降溫室溫；步驟三、對經(jīng)步驟二處理的磷化鍺鋅晶體進(jìn)行輻照，其中輻照能量1 15MeV，輻照總劑量1.0X IO14 1.0X IO18cm-2,輻照為γ射線輻照或電子輻照； 即完成了降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)。本發(fā)明降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)的方法還可以是按下述步驟進(jìn)行的步驟一、 用混酸對磷化鍺鋅晶體刻蝕1 5min (目的是去除晶體表面的氧化物)，混酸是濃鹽酸和濃硝酸按1 (1 3)體積比混合而成的，然后用一級去離子水沖洗干凈，再吹干。然后連同退火氣氛材料一起放入石英管內(nèi)，磷化鍺鋅晶體兩端用石英支撐架墊起，抽真空至真空度 10_4 Pa以上進(jìn)行封裝，其中退火氣氛材料為純度均在為99. 999%以上的ZGP、ZnP2、ai或者 P中的一種或者其中幾種的混合；步驟二、然后以10 60°C /h速率升溫至500 700°C， 保溫退火200 400h，再以10 60°C /h速率降溫室溫；步驟三、對經(jīng)步驟二處理的磷化鍺鋅晶體進(jìn)行輻照，其中輻照能量1 15MeV，輻照總劑量1. OX IOw 1. 0 X 1018cm_2，輻照設(shè)備為Y射線高能電子輻照加速器；即完成了降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)。上述磷化鍺鋅晶體為整塊磷鍺鋅晶錠(ZGP)或者磷化鍺鋅光參量振蕩元件 (ZGP-OPO)。經(jīng)本發(fā)明上述退火方法處理后磷化鍺鋅晶體在1. 99 2. 09 μ m處的吸收系數(shù)降低至0. 05cm-1以下，經(jīng)輻照方法處理后吸收系數(shù)進(jìn)一步降低至0. 02cm-1以下。


圖1是1#樣品的退火前后吸收系數(shù)對比圖，圖中-表示退火前晶體的吸收系數(shù)，...表示退火后晶體的吸收系數(shù)；圖2是水平單溫區(qū)退火爐的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1表示外殼，2表示電阻絲，3表示石英管、4表示保溫材料，5表示熱電偶，6表示石英杯，7表示支撐架，8表示磷化鍺鋅晶體，9表示內(nèi)管；圖3是兩溫區(qū)合成爐結(jié)構(gòu)示意圖，圖中10表示純 Zn、11表示加熱線圈、12表示紅磷、13表示固定螺絲、14表示保護(hù)外套、15表示控溫?zé)犭娕肌?16表示監(jiān)測熱電偶、17表示石英反應(yīng)器、18表示保溫層、19表示耐高溫不銹鋼管、20表示爐體外殼；圖4是合成單斜SiP2的XRD譜圖；圖5是合成四方SiP2的XRD譜圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方式
間的任意組合。
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式中降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)的方法是按下述步驟進(jìn)行的步驟一、用混酸對磷化鍺鋅晶體刻蝕1 5min (目的是去除晶體表面的氧化物)， 混酸是濃鹽酸和濃硝酸按1 (1 幻體積比混合而成的，然后用一級去離子水沖洗干凈， 再吹干，然后放入石英管內(nèi)，磷化鍺鋅晶體底面兩端用石英支撐架墊起，再抽真空至真空度 IO-4Pa以上進(jìn)行封裝；步驟二、然后以10 60°C /h速率升溫至500 700°C，保溫退火200 400h，再以10 60°C /h速率降溫室溫；步驟三、對經(jīng)步驟二處理的磷化鍺鋅晶體進(jìn)行輻照，其中輻照能量1 15MeV，輻照總劑量1.0\1014 1.0\1018__2，輻照為、射線輻照或電子輻照；即完成了降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)。經(jīng)本實(shí)施方法處理后磷化鍺鋅晶體在1. 99 2. 09 μ m處吸收系數(shù)在0. 02cm"1以下。本實(shí)施方式的輻照設(shè)備可用Y射線高能電子輻照加速器。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟一所述磷化鍺鋅晶體為整塊磷鍺鋅晶錠(ZGP)或者磷化鍺鋅光參量振蕩元件(ZGP-OPO)。其它步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是步驟二采用水平單溫區(qū)退火爐進(jìn)行保溫退火，它主要由外殼1、電阻絲2、石英管3、保溫材料4、熱電偶5和內(nèi)管9構(gòu)成，內(nèi)管9內(nèi)設(shè)置有石英管3，內(nèi)管9外壁纏繞電阻絲2，保溫材料填充在內(nèi)管9和外殼1之間，熱電偶5安裝在石英管3的兩側(cè)。其它步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是步驟三中輻照能量為2 4MeV，輻照總劑量為1. OX IO15 1. 0 X 1016cm_2。其它步驟和參數(shù)與具體實(shí)施
方式一至三之一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式中降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)的方法是按下述步驟進(jìn)行的步驟一、用混酸對磷化鍺鋅晶體刻蝕1 5min (目的是去除晶體表面的氧化物)， 混酸是濃鹽酸和濃硝酸按1 (1 幻體積比混合而成的，然后用一級去離子水沖洗干凈， 再吹干，然后連同退火氣氛材料一起放入石英管內(nèi)，磷化鍺鋅晶體兩端用石英支撐架墊起， 抽真空至真空度10’a以上進(jìn)行封裝，其中退火氣氛材料為純度均在為99. 999%以上的 ZGP、ZnP2, Zn或者P中的一種或者其中幾種的混合；對于選用ZGP、ZnP2或Si為氣氛用量為 0. 1 IOg0步驟二、然后以10 60°C /h速率升溫至500 700°C，保溫退火200 400h，再以10 60°C /h速率降溫室溫；步驟三、對經(jīng)步驟二處理的磷化鍺鋅晶體進(jìn)行輻照，其中輻照能量1 15MeV，輻照總劑量1.0 X IO14 1.0 X 1018cm_2，輻照設(shè)備為、射線高能電子輻照加速器；即完成了降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)。經(jīng)本實(shí)施方法處理后磷化鍺鋅晶體在1. 99 2. 09 μ m處吸收系數(shù)在0. 02cm"1以下。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五不同的是步驟一所述的磷化鍺鋅晶體為整塊磷鍺鋅晶錠(ZGP)或者磷化鍺鋅光參量振蕩元件(ZGP-OPO)。其它步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式
五相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五或六不同的是步驟一所述SiP2 的制備方法如下將純度為99. 999%以上的Si和純度為99. 999%以上的紅磷按1 (1 1. 2)的摩爾比封裝在石英管的兩端，石英管內(nèi)的真空度控制在KT4Pa以上，然后加熱，將紅磷的一端加熱溫度控制在500 530°C，并將Si的一端加熱溫度控制在1040 1080°C進(jìn)行反應(yīng)6h，即得到&ιΡ2。本實(shí)施方式制備SiP2的純度在99. 999%以上。受石英管內(nèi)蒸氣壓強(qiáng)的影響(管內(nèi)壓強(qiáng)取決于紅P的過量程度)生成兩種晶型 ZnP2,，當(dāng)壓強(qiáng)低于7atm時會生成紅色四方SiP2 (圖4)，壓強(qiáng)超過9atm生成的都是黑色單斜SiP2 (圖5)；壓強(qiáng)處于7 9atm時生成紅色四方和黑色單斜SiP2混合物。兩種晶型的 ZnP2均可用作退火氣氛材料。黑色單斜S1P2可按下述方法制備將純度為99. 999%以上的65. OgZn和純度為 99. 999%以上的68. 5 75. Og紅磷封裝在石英管的兩端，石英管內(nèi)的真空度控制在10_4Pa 以上，加熱，將紅磷的一端加熱溫度控制在520 530°C，并將Si的一端加熱溫度控制在 1060 1080°C進(jìn)行反應(yīng)4 ；即得到黑色單斜&ιΡ2。黑色單斜S1P2還可按下述方法制備將純度為99. 999%以上的65g&i和純度為 99. 999%以上的62. 0 65. 5g紅磷封裝在石英管的兩端，石英管內(nèi)的真空度控制在KT4Pa 以上，加熱，將紅磷的一端加熱溫度控制在500 520°C，并將Si的一端加熱溫度控制在1040 1060°C進(jìn)行反應(yīng)4 8h h ；即得到黑色單斜&ιΡ2。制備SiP2在兩溫區(qū)合成爐內(nèi)進(jìn)行，其結(jié)構(gòu)如圖3所述，兩溫區(qū)合成爐主要由加熱線圈11、固定螺絲13、保護(hù)外套14、控溫?zé)犭娕?5、監(jiān)測熱電偶16、石英反應(yīng)器17、保溫層 18、耐高溫不銹鋼管19和爐體外殼20構(gòu)成；耐高溫不銹鋼管19內(nèi)設(shè)置有石英反應(yīng)器17， 用固定螺絲13將保護(hù)外套14固定在耐高溫不銹鋼管19的兩端，耐高溫不銹鋼管19外設(shè)置有加熱線圈11，耐高溫不銹鋼管19與爐體外殼20固定連接且之間填充有保溫層18，控溫?zé)犭娕?5安裝在保護(hù)外套14且測溫端接近石英反應(yīng)器17，控溫?zé)犭娕?5安裝在爐體外殼20上且測溫端接近加熱線圈11。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五至七之一不同的是步驟二在 550 650°C條件下保溫退火。其它步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式
五至七之一相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
五至九之一不同的是步驟二保溫退火時間為300h。其它步驟和參數(shù)與具體實(shí)施方式
五至九之一相同。采用下述試驗(yàn)驗(yàn)證發(fā)明效果試驗(yàn)一本試驗(yàn)中降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)的方法是按下述步驟進(jìn)行的步驟一、用混酸對尺寸為6mmX6mmX 16mm晶體刻蝕％iin，混酸是濃鹽酸和濃硝酸按1 1體積比混合而成的，然后用一級去離子水沖洗干凈，再吹干，然后放入石英管內(nèi)，磷化鍺鋅晶體兩端用石英支撐架墊起，抽真空至真空度為10’a后進(jìn)行封裝；步驟二、然后以20°C /h速率升溫至500°C，保溫退火300h，再以20°C /h速率隨爐冷卻至室溫；步驟三、對經(jīng)步驟二處理的磷化鍺鋅晶體進(jìn)行輻照，其中輻照能量4.011^，輻照總劑量1.0\1014側(cè)_2，；即完成了降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)(標(biāo)記為1#樣品)。試驗(yàn)二 本試驗(yàn)中降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)的方法是按下述步驟進(jìn)行的步驟一、用混酸對尺寸為6mmX6mmX 16mm晶體刻蝕2min，混酸是濃鹽酸和濃硝酸按1 2體積比混合而成的，然后用一級去離子水沖洗干凈，再吹干，然后連同退火氣氛材料3g—起放入石英管內(nèi)，磷化鍺鋅晶體兩端用石英支撐架墊起，抽真空至真空度為10-5 進(jìn)行封裝，其中退火氣氛材料為純度為99. 999%的ZGP粉料；步驟二、然后以50°C /h速率升溫至600°C， 保溫退火350h，再以50°C /h速率隨爐冷卻至室溫；步驟三、對經(jīng)步驟二處理的磷化鍺鋅晶體進(jìn)行輻照，其中輻照能量1. OMeV，輻照總劑量1. OX IO18CnT2 ；即完成了降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)(標(biāo)記為2#樣品)。試驗(yàn)三本試驗(yàn)中降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)的方法是按下述步驟進(jìn)行的步驟一、用混酸對尺寸為6mmX6mmX 16mm晶體刻蝕5min，混酸是濃鹽酸和濃硝酸按1 1體積比混合而成的，然后用一級去離子水沖洗干凈，再吹干，然后連同退火氣氛材料3g —起放入石英管內(nèi)，磷化鍺鋅晶體兩端用石英支撐架墊起，抽真空至真空度為10-5 進(jìn)行封裝，其中退火氣氛材料為純度均在為99. 999%的黑色單斜SiP2 ；步驟二、然后以60°C/h速率升溫至700°C，保溫退火200h，再以60°C /h速率隨爐冷卻至室溫；步驟三、對經(jīng)步驟二處理的磷化鍺鋅晶體進(jìn)行輻照，其中輻照能量15. OMeV，輻照總劑量LOXlO14cnT2 ；即完成了降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)(標(biāo)記為3#樣品)。將純度為99. 999%以上的65. OgSi和純度為99. 999%以上的68. 5 75. Og紅磷封裝在石英管的兩端，石英管內(nèi)的真空度控制在10_4Pa以上，加熱，將紅磷的一端加熱溫度控制在520 530°C，并將Si的一端加熱溫度控制在1060 1080°C進(jìn)行反應(yīng)4 8h ；即得到黑色單斜aiP2。試驗(yàn)四本試驗(yàn)中降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)的方法是按下述步驟進(jìn)行的步驟一、用混酸對尺寸為6mmX6mmX 16mm晶體刻蝕3min，混酸是濃鹽酸和濃硝酸按1 2體積比混合而成的，然后用一級去離子水沖洗干凈，再吹干，然后連同退火氣氛材料3g&i粉料一起放入石英管內(nèi)，磷化鍺鋅晶體兩端用石英支撐架墊起，抽真空至真空度為10-5! 進(jìn)行封裝，其中退火氣氛材料為純度均在為99. 999%的Si ；步驟二、然后以40°C /h速率升溫至 550°C，保溫退火400h，再以60°C /h速率隨爐冷卻至室溫；步驟三、對經(jīng)步驟二處理的磷化鍺鋅晶體進(jìn)行輻照，其中輻照能量3. OMeV，輻照總劑量1. OX IO16CnT2 ；即完成了降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)(標(biāo)記為4#樣品)。試驗(yàn)五本試驗(yàn)中降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)的方法是按下述步驟進(jìn)行的步驟一、用混酸對尺寸為6mmX6mmX 16mm晶體刻蝕lmin，混酸是濃鹽酸和濃硝酸按1 3體積比混合而成的，然后用一級去離子水沖洗干凈，再吹干，然后連同退火氣氛材料5. 5g — 起放入石英管內(nèi)，磷化鍺鋅晶體兩端用石英支撐架墊起，抽真空至真空度為10-5! 進(jìn)行封裝，其中退火氣氛材料為純度均在為99. 999%的1. 5g&i粉料和3. 5g紅磷；步驟二、然后以 300C /h速率升溫至650°C，保溫退火400h，再以10°C /h速率隨爐冷卻至室溫；步驟三、對經(jīng)步驟二處理的磷化鍺鋅晶體進(jìn)行輻照，其中輻照能量5. OMeV，輻照總劑量1. OX IO15CnT2 ； 即完成了降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)(標(biāo)記為5#樣品)。試驗(yàn)六本試驗(yàn)中降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)的方法是按下述步驟進(jìn)行的步驟一、用混酸對尺寸為6mmX6mmX 16mm晶體刻蝕3min，混酸是濃鹽酸和濃硝酸按1 1體積比混合而成的，然后用一級去離子水沖洗干凈，再吹干，然后連同退火氣氛材料2. 5g — 起放入石英管內(nèi)，磷化鍺鋅晶體兩端用石英支撐架墊起，抽真空至真空度為10-5! 進(jìn)行封裝，其中退火氣氛材料為純度均在為99. 999%的紅磷；步驟二、然后以50°C /h速率升溫至 30°C，保溫退火300h，再以30°C /h速率隨爐冷卻至室溫；步驟三、對經(jīng)步驟二處理的磷化鍺鋅晶體進(jìn)行輻照，其中輻照能量8. OMeV，輻照總劑量1. OX IO15CnT2 ；即完成了降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)(標(biāo)記為6#樣品)。試驗(yàn)七本試驗(yàn)中降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)的方法是按下述步驟進(jìn)行的步驟一、用混酸對尺寸為6mmX6mmX 16mm晶體刻蝕％iin，混酸是濃鹽酸和濃硝酸按1 2體積比混合而成的，然后用一級去離子水沖洗干凈，再吹干，然后連同退火氣氛材料5g(用量)一起放入石英管內(nèi)，磷化鍺鋅晶體兩端用石英支撐架墊起，抽真空至真空度為10-5 進(jìn)行封裝，其中退火氣氛材料為純度均在為99. 999%的2g ZnP2和2g紅P ；步驟二、然后以 5000C /h速率升溫至30°C，保溫退火300h，再以30°C /h速率隨爐冷卻至室溫；步驟三、對經(jīng)步驟二處理的磷化鍺鋅晶體進(jìn)行輻照，其中輻照能量3. 5MeV，輻照總劑量1. OX IO15CnT2 ； 即完成了降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)(標(biāo)記為7#樣品)。上述保溫退火在水平單溫區(qū)退火爐中進(jìn)行，退火爐中用于退火區(qū)域溫度偏差為士 1°C。退火氣氛材料裝入石英杯中，放置在石英管3的兩端，磷化鍺鋅晶體放在石英管的中部，兩端用石英支撐架墊起，如圖1所示。所述的水平單溫區(qū)退火爐，結(jié)構(gòu)如圖1所示，它主要由外殼1、電阻絲2、石英管3、保溫材料4、熱電偶5和內(nèi)管9構(gòu)成，內(nèi)管9內(nèi)設(shè)置有石英管3，內(nèi)管9外壁纏繞電阻絲2，保溫材料填充在內(nèi)管9和外殼1之間，熱電偶5安裝在石英管的兩側(cè)。
將1 7#樣品6mmX6mm通光面采用物理化學(xué)的光學(xué)拋光(表面粗糙度小于lnm， 平整度達(dá)λ/6)后測試吸收系數(shù)。以光纖耦合激光二極管泵浦2.05 μ m Tm, Ho CdVO4激光器為泵浦源，上升時間小于Ins的快響應(yīng)HgCdTe探測器測量樣品透過率，再根據(jù)晶體折射率的塞耳邁耶爾(kllmeier)方程計(jì)算晶體樣品在2. 05 μ m處的吸收系數(shù)，見表1。
權(quán)利要求
1.降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)的方法，其特征在于降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)的方法是按下述步驟進(jìn)行的步驟一、用混酸對磷化鍺鋅晶體刻蝕1 5min，混酸是濃鹽酸和濃硝酸按1 (1 3) 體積比混合而成的，然后用一級去離子水沖洗干凈，再吹干，然后放入石英管內(nèi)，再抽真空至真空度10-4 以上進(jìn)行封裝；步驟二、然后以10 60 V /h速率升溫至500 700 V，保溫退火200 400h，再以 10 60°C /h速率降溫室溫；步驟三、對經(jīng)步驟二處理的磷化鍺鋅晶體進(jìn)行輻照，其中輻照能量為1 15MeV，輻照總劑量為1. 0 X IO14 1. 0 X IO18Cm-2,輻照為、射線輻照或電子輻照；即完成了降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)的方法，其特征在于步驟一所述磷化鍺鋅晶體為整塊磷鍺鋅晶錠或者磷化鍺鋅光參量振蕩元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)的方法，其特征在于步驟二采用水平單溫區(qū)退火爐進(jìn)行保溫退火，它主要由外殼(1)、電阻絲O)、石英管(3)、保溫材料 G)、熱電偶(5)和內(nèi)管(9)構(gòu)成，內(nèi)管(9)內(nèi)設(shè)置有石英管(3)，內(nèi)管(9)外壁纏繞電阻絲 O)，保溫材料填充在內(nèi)管(9)和外殼(1)之間，熱電偶(5)安裝在石英管(3)的兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)的方法，其特征在于步驟三中輻照能量為2 4MeV，輻照總劑量為1.0X IO15 LOXIOiW20
5.降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)的方法，其特征在于降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)的方法是按下述步驟進(jìn)行的步驟一、用混酸對磷化鍺鋅晶體刻蝕1 5min，混酸是濃鹽酸和濃硝酸按1 (1 3) 體積比混合而成的，然后用一級去離子水沖洗干凈，再吹干，然后連同退火氣氛材料一起放入石英管內(nèi)，磷化鍺鋅晶體兩端用石英支撐架墊起，抽真空至真空度10_4Pa以上進(jìn)行封裝， 其中退火氣氛材料為純度均在為99. 999%以上的ZGP、ZnP2, Zn或者P中的一種或者其中幾種的混合；步驟二、然后以10 60 V /h速率升溫至500 700 V，保溫退火200 400h，再以 10 60°C /h速率降溫室溫；步驟三、對經(jīng)步驟二處理的磷化鍺鋅晶體進(jìn)行輻照，其中輻照能量1 15MeV，輻照總劑量1.0\1014 1.0\1018__2，輻照為γ射線輻照或電子輻照；即完成了降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)的方法，其特征在于步驟一所述磷化鍺鋅晶體為整塊磷鍺鋅晶錠或者磷化鍺鋅光參量振蕩元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)的方法，其特征在于所述SiP2 的制備方法如下將純度為99. 999%以上的Si和純度為99. 999%以上的紅磷按1 (1 1. 2)的摩爾比封裝在石英管的兩端，然后將石英管內(nèi)的真空度控制在10-4 以上，加熱， 將紅磷的一端加熱溫度控制在500 530°C，并將Si的一端加熱溫度控制在1040 1080°C 進(jìn)行反應(yīng)他；即得到&ιΡ2。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)的方法，其特征在于步驟二在 550 650°C條件下保溫退火。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)的方法，其特征在于步驟三中輻照能量為2 4MeV，輻照總劑量為1.0X IO15 LOXIOiW20
全文摘要
降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)的方法，它屬于磷化鍺鋅晶體改性領(lǐng)域。本發(fā)明解決了現(xiàn)有生長態(tài)磷化鍺鋅晶體在在1.99～2.09μm處吸收系數(shù)還在0.10cm-1以上，而難于實(shí)現(xiàn)中遠(yuǎn)紅外高功率激光輸出的技術(shù)問題。方法如下一、用混酸對磷化鍺鋅晶體刻蝕，然后用高純?nèi)ルx子水沖洗干凈，再吹干，然后放入石英管內(nèi)，再抽真空后進(jìn)行封裝；二、退火；三、進(jìn)行γ射線或電子輻照；即完成了降低磷化鍺鋅晶體吸收系數(shù)。經(jīng)本發(fā)明方法處理后磷化鍺鋅晶體在1.99～2.09μm處吸收系數(shù)在0.02cm-1以下，滿足高功率光參量激光器使用要求。
文檔編號C30B33/02GK102433590SQ201110381838
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者夏士興, 孫亮, 徐超, 朱崇強(qiáng), 楊春暉, 雷作濤 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)