三方对称高温相偏硼酸钡晶体的生长和性能研究

doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0153

人工晶体学报 ›› 2025, Vol. 54 ›› Issue (10): 1844-1848.DOI: 10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0153

三方对称高温相偏硼酸钡晶体的生长和性能研究

黄溢声¹(), 刘乐辉¹, 张莉珍¹, 林州斌¹, 罗兴木², 陈伟²()

1.中国科学院福建物质结构研究所，功能晶体与器件全国重点实验室，福州 350002
2.福建福晶科技股份有限公司，福州 350002

收稿日期:2025-07-21 出版日期:2025-10-20 发布日期:2025-11-11
通信作者: 陈伟，高级工程师。E-mail：chenwei@castech.com
作者简介:黄溢声（1981—），男，福建省人，博士，正高级工程师。E-mail：hysh@fjirsm.ac.cn
黄溢声，中国科学院福建物质结构研究所正高级工程师。主要从事光电晶体材料（非线性晶体和激光晶体）的生长与性能研究。主持国家自然科学青年基金项目，福建省自然科学面上基金、工业引导性项目和STS项目等多项课题。以第一或通信作者在Crystal Growth & Design、ACS Applied Materials & Interfaces等刊物发表SCI论文10余篇，授权发明专利5项。
陈伟，福建福晶科技股份有限公司高级工程师。主要从事光电晶体材料（非线性晶体和激光晶体）的生长和性能研究。参与多项国家重点研发计划项目，主持福建省STS项目、福建省级技术创新专项、福州市产学研项目等。发表论文3篇，授权发明专利20项。
基金资助:
福建省STS计划配套项目(2023T3028);功能晶体与器件全国重点实验室自主部署重点项目(GNJT-2025-ZD04)

Growth and Performance of Triangular Symmetric of High-Temperature Phase Barium Borate Crystal

HUANG Yisheng¹(), LIU Lehui¹, ZHANG Lizhen¹, LIN Zhoubin¹, LUO Xingmu², CHEN Wei²()

1. State Key Laboratory of Functional Crystals and Devices，Fujian Institute of Research on the Structure of Matter，Chinese Academy of Sciences，Fuzhou 350002，China
2. CASTECH Inc. ，Fuzhou 350002，China

Received:2025-07-21 Online:2025-10-20 Published:2025-11-11

摘要/Abstract

摘要： 高温相α-BBO晶体是一种理想的紫外双折射晶体，但晶体生长过程中容易存在残余应力而导致加工开裂现象。本文在晶体生长形貌及生长习性理论指导下，使用提拉法并采用合适的晶体生长工艺生长得到 $?$ 80 mm×50 mm质量优异完整不开裂的α-BBO晶体。α-BBO晶体呈现三方对称，晶体沿c轴等径方向显露出α相的三方锥面｛1102｝和六方柱面｛1120｝，这样能够保持α相稳定至室温从而解决α-BBO晶体开裂的难题，而且晶面的存在能够大幅度消除晶体内部残余热应力。研究结果表明，生长的α-BBO晶体在200~2 200 nm具有高透过性及优异的晶体质量，在紫外高功率偏振激光器件中具有重要应用价值。

关键词: α-BBO晶体; 晶体形貌; 提拉法生长; 双折射晶体; 硼酸盐; 光学材料

Abstract: The high-temperature phase α-BBO crystal is an ideal ultraviolet birefringent crystal， but residual stresses caused by phase transitions during its growth process can easily lead to cracking during machining. This paper reports the growth and optical properties of α-BBO crystals. The α-BBO crystals up to $?$ 80 mm×50 mm with transparency and free inclusion were grown by Czochralski method， guided by the theory of crystal morphology and habits. The α-BBO crystal exhibits triangular symmetry， with the c-axis being surrounded by the trigonal pyramids ｛1102｝ and hexagonal prisms ｛1120｝ of the α phase. The crystal faces of α-BBO crystal can keep the α phase stable at room temperature and solve the problem of cracking of α-BBO crystals. Moreover， the existence of crystal faces can greatly eliminate the residual thermal stress in the crystal. The results show that the grown α-BBO crystals have high transmittance in the range from 200 nm to 2 200 nm and excellent quality， which has important application in ultraviolet high power polarized laser devices.

Key words: α-BBO crystal; crystal morphology; Czochralski method; birefringent crystal; borate; optical material

中图分类号:

O782

黄溢声, 刘乐辉, 张莉珍, 林州斌, 罗兴木, 陈伟. 三方对称高温相偏硼酸钡晶体的生长和性能研究[J]. 人工晶体学报, 2025, 54(10): 1844-1848.

HUANG Yisheng, LIU Lehui, ZHANG Lizhen, LIN Zhoubin, LUO Xingmu, CHEN Wei. Growth and Performance of Triangular Symmetric of High-Temperature Phase Barium Borate Crystal[J]. Journal of Synthetic Crystals, 2025, 54(10): 1844-1848.

图/表 5

图1 α-BBO晶体照片

Fig.1 Photographs of α-BBO crystal

图2 大尺寸三方对称α-BBO晶体照片

Fig.2 Large size triangular symmetric α-BBO crystals

图3 α-BBO晶体透过谱

Fig.3 Transmission curve of α-BBO crystal

图4 α-BBO晶体光学均匀性图

Fig.4 Optical homogeneity of α-BBO crystal

图5 α-BBO晶体（a）、格兰-泰勒棱镜（b）及示意图（c）

Fig.5 α-BBO crystal （a）， Glan-laser polarizer （b） and its schematic diagram （c）

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三方对称高温相偏硼酸钡晶体的生长和性能研究

Growth and Performance of Triangular Symmetric of High-Temperature Phase Barium Borate Crystal

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