在蓝色激光研发过程中,非线性光学晶体起了至关重要的作用,Nb:KTP晶体是有望实现蓝光输出的有效倍频材料。但目前国内外普遍采用熔盐法合成的Nb:KTP晶体存在质量差、易长成薄片状的问题,使得熔盐法生长的Nb:KTP晶体难以获得实用。本项目将探索采用水热法来合成大尺寸、高质量的Nb:KTP晶体,并对其相关性能展开一系列的研究,以解决熔盐法生长Nb:KTP晶体时所遇到的难题,从而为研制蓝光倍频器件提供更有效的倍频手段,为我国光电子事业的大力发展提供优质晶体和实用生长技术。
磷酸钛氧钾(KTP)晶体是一种性能非常优良的非线性光学晶体,Nd:YAG激光器(1064nm→532nm)的最佳倍频材料。但在实际应用中仍存在一些不足①助熔剂法生长的KTP晶体存在抗激光损伤阈值较低、灰迹现象难克服等问题,这严重限制了助熔剂法KTP晶体在高功率激光器上的应用。②KTP晶体的双折射率较小,Ⅱ类相位匹配的截止波长仅为994nm,无法直接使KTP晶体倍频产生蓝光,限制了KTP晶体在重要的蓝光器件中的应用。本项目采用水热法进行KTP晶体及掺铌KTP晶体的生长及性能研究,提出了以K2HPO4+KH2PO4+H2O2为主的创新生长体系;研制出了带隔热阻挡层的高压釜并获得专利授权;合成出了大尺寸高抗激光损伤阈值、高抗灰迹的KTP晶体;进行了掺铌KTP晶体水热法生长的探索,并初步研究了其光学性质。本项目研究获得2项专利授权。