“涂覆法”實(shí)驗(yàn)研究KDP晶體Z切片薄表面層形成和生長(zhǎng)特性.pdf

1、“涂覆法”實(shí)驗(yàn)研究KDP晶體Z切片薄表面層形成和生長(zhǎng)特性重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)術(shù)學(xué)位）學(xué)生姓名：鄧偉指導(dǎo)教師：李明偉教授專(zhuān)業(yè)：動(dòng)力工程及工程熱物理學(xué)科門(mén)類(lèi)：工學(xué)重慶大學(xué)動(dòng)力工程學(xué)院二O一六年五月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要磷酸二氫鉀（KH2PO4，KDP）晶體是20世紀(jì)40年代發(fā)展起來(lái)的一種非常優(yōu)良的電光非線性光學(xué)材料，因其較大的電光非線性系數(shù)和較高的激光損傷閾值，使其被廣泛應(yīng)用于激光變頻、電光調(diào)制和光快速開(kāi)關(guān)等高技術(shù)領(lǐng)域，是大

2、功率激光系統(tǒng)的首選材料。大截面KDP類(lèi)晶體是目前唯一可應(yīng)用在激光核聚變中的非線性光學(xué)材料。在溶液法生長(zhǎng)KDP晶體技術(shù)中，無(wú)論是傳統(tǒng)的Z切片籽晶再生過(guò)程，還是快速生長(zhǎng)技術(shù)中點(diǎn)籽晶的再生過(guò)程，都存在一種尚未被充分理解的奇特現(xiàn)象，即薄表面層生長(zhǎng)現(xiàn)象。當(dāng)KDP類(lèi)晶體在人為破壞或自然生長(zhǎng)偏離其結(jié)晶學(xué)形狀時(shí)，晶體都會(huì)以薄表面層生長(zhǎng)的形式恢復(fù)晶體理想外形。為了探究這一奇特現(xiàn)象的內(nèi)在機(jī)理，本課題提出一種實(shí)驗(yàn)研究薄表面層形成和生長(zhǎng)的“涂覆法”。利用該方法

3、，以KDP晶體Z切片為載體，對(duì)薄表面層形成及生長(zhǎng)特性開(kāi)展研究探尋棱邊在薄表面層形成和生長(zhǎng)過(guò)程中的作用、棱邊與臺(tái)階產(chǎn)生之間的關(guān)系，并對(duì)不同涂覆情況下的薄表面層生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下：①尋找一種不污染生長(zhǎng)溶液的涂覆材料，將其涂覆在晶體的特定表面上，使該表面與生長(zhǎng)溶液隔離而無(wú)法生長(zhǎng)，而未涂覆的晶體表面的成核及生長(zhǎng)不受影響。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，我們選定奧斯邦1891型號(hào)的有機(jī)硅膠，為后續(xù)的涂覆實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。②對(duì)KDP晶體Z切片的

4、特定表面進(jìn)行涂覆處理，探究（001）面、棱邊、柱面在薄表面層形成以及生長(zhǎng)過(guò)程中所起的作用。結(jié)果表明，棱邊是薄表面層形成的先決條件，正常棱邊因涂覆失去后，還可以通過(guò)其他方式形成新棱邊，柱面的生長(zhǎng)和（001）面上小晶錐的結(jié)合都能形成新棱邊，形成新棱邊所需時(shí)間存在差異。③薄表面層形成過(guò)程疑似有悖于熱力學(xué)原理，面積增加一倍的薄表面層生長(zhǎng)方式明顯使體系吉布斯自由能增加，對(duì)這個(gè)現(xiàn)象的確難以給出合理的解釋。在前人研究的理論支撐下，我們大膽提出晶體薄表