上海光機(jī)所在提升金剛石晶體的光學(xué)性能研究方面獲新進(jìn)展

圖1.退火前后金剛石的應(yīng)力雙折射、可見吸收光譜(左)和紅外光譜(右)

近日，中科院上海光機(jī)所先進(jìn)激光與光電功能材料部激光晶體研究中心與浙江無限鉆科技發(fā)展有限公司合作，在提升金剛石晶體的光學(xué)性能研究方面取得新進(jìn)展，相關(guān)研究成果以“Enhanced Optical Properties of CVD Diamond through HPHT Annealing”為題發(fā)表于Crystal Growth & Design。

金剛石具有極高的熱導(dǎo)率和極佳的光學(xué)性能，以金剛石為增益介質(zhì)的激光器在高功率、高亮度、光束合成和小型化等方面具有顯著的優(yōu)勢。然而，商用金剛石較差的光學(xué)性能，特別是較差的光學(xué)均勻性極大地限制了其在激光領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

針對上述問題，研究團(tuán)隊提出了通過高溫高壓退火提升金剛石光學(xué)均勻性的新方案，研究了不同退火工藝對金剛石光學(xué)性能的影響。實驗結(jié)果表明，高溫高壓退火能夠促使金剛石中的缺陷形成團(tuán)簇，進(jìn)而有效提升晶體的光學(xué)均勻性，退火溫度和降溫速率對這一過程具有顯著影響。此外，退火后金剛石中 C-H 鍵、NV 色心和 SiV 色心的含量顯著降低，晶體的透過率達(dá)到70%以上(@1200 nm)。該項研究對光學(xué)級金剛石晶體的高效制備具有參考價值，并有望推動金剛石激光技術(shù)的發(fā)展。

相關(guān)工作得到了國家自然科學(xué)基金的支持。

審核編輯 黃宇