异相籽晶物理气相法（PVT)生长β-Ga2S3晶体及其生长机理研究

In order to developing novel far-infrared NLO crystal, the new binary beta Ga2S3 nonlinear optical crystal was choosed as the research object. The beta Ga2S3 crystal was growth by the seed crystal PVT method. And the material surface analysis technology were used to analyze the lattice structure surface imperfections generated in the process of crystal growth. Then the correlation of the seed crystal and crystal growth conditions on the crystal quality was studied in detail.Then revealling the PVT microscopic mechanism in beta ga2s3 crystal growth. Then to obtain large size and high quality beta ga2s3 crystal, and developing a high power mid-infrared laser based on the beta ga2s3 crystal.

以开发新型的中远红外非线性光学晶体(NLO)晶体为目标，以新型的二元β-Ga2S3 NLO晶体作为研究对象，采用籽晶PVT晶体生长方法，结合材料表面分析技术分析晶体生长过程中晶格表面结构缺陷，来研究籽晶以及晶体生长条件对晶体品质的相关性，揭示PVT晶体生长的微观机理。进一步构建新颖的PVT晶体生长方法，获得大尺寸高质量的β-Ga2S3晶体材料，研制出能获得高功率中红外激光的β-Ga2S3晶体器件。

具有高激光损伤阈值的中远红外非线性光学材料是近年来研究的重点。本课题组于2013年报道的单斜相Ga2S3晶体，其在2μm激光激发下具备倍频响应，且呈现相位匹配特性，晶体在2μm处无吸收，且激光损伤阈值为商用AgGaS2的30倍，此外，其双折射率与AgGaS2相当。因此Ga2S3晶体是一种潜在的高功率中远红外非线性激光材料。获得厘米级以上的Ga2S3晶体材料，研制出能获得高功率中红外激光的Ga2S3晶体器件，将对各领域（航空、航天、遥感等）的进步发展起着积极的作用。因此，本项目以开发新型的中远红外非线性激光Ga2S3晶体为目标，通过研究晶体材料的结构特点，采用结构设计策略，筛选高物相选择性的助熔剂，生长出高质量Ga2S3晶体，开发出10*30mm大小的Ga2S3晶体稳定生长工艺，获得5*5*2mm3Ga2S3晶体，测定双组元Ga2S3晶体的各项物理参数和NLO性质。