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硫镓银(AgGaS2)晶体是—种性能优异的红外非线性光学材料。它的非线性光学系数大,有足够大的双折射,品质因素高,红外透射范围宽,可制成倍频、混频和光参量振荡器件。在中红外范围内可提供多种频率的光源,在激光军事通讯、红外遥测等方面都具有广阔的应用前景。 本文对AgGaS2多晶原料的合成、单晶体的生长进行了较为深入的研究,给出了生长晶体的红外光谱分析、X射线光电子能谱(XPS)分析和差热分析的结果。采用两温区气相输运法合成单相、致密的多晶原料,并对传统的Bridgman法进行了改进,在两温区立式炉中用坩埚旋转下降法生长出φ10mm×25mm的AgGaS2单晶体。对生长的晶体进行X射线衍射分析,观察到了{011}面族的六级X射线衍射峰呈现高级次的衍射强度异常增强的反常现象,说明生长的晶体单晶性非常好。对晶体的位错蚀坑进行了扫描电子显微镜(SEM)观察,看到了(112)面的位错蚀坑。红外光谱分析结果表明,2mm厚的AgGaS2单晶片的红外透过率为26%,吸收系数为1.29cm-1,与文献[10]的报道相近。通过进行X射线光电子能谱(XPS)分析,确认该晶体中富含Ga和S;通过差热分析和AgGaS2伪二元相图的对比,知道生长AgGaS2单晶体时,在晶体内部易形成Ag2Ga20S31第二相析出物,要想获得高质量单晶,须对晶体进行退火处理。该研究结果表明坩埚旋转下降法是一种生长较高质量AgGaS2单晶体的有效方法。 本文还对AgGaS2晶体的二次谐波发生的几个数值进行了计算,当用10.6μm的CO2激光器照射AgGaS2晶体时,其第—类位相匹配角为70.8°,还须使基频光波矢与光轴组成的平面与X轴的夹角为45°,计算出AgGaS2晶体倍频作用长度在文中给定条件下为2.184cm。 AgGaS2单晶体的研制是四川大学材料科学系承担的四川省应用基础研究项目,本文研究属于该项目的部分工作,研究结果对于进一步获取高品质的AgGaS2单晶体有一定的参考价值。