发布时间：2023-06-14

项目内容：

成果完成人：徐超 朱逢锐 徐悟生 刘畅 牛沈军 赵丽媛 李庆利 王财玲 姜美燕 李琛

第一完成单位：秦皇岛本征晶体科技有限公司

成果简介：本项目主要通过合成高纯氟化镁原料,借助温场模拟软件,设计并研制出具有合适温场的全自动控制高真空晶体炉,采用提拉法生长技术,进行大尺寸氟化镁单晶的定向生长,并通过进行精密退火以消除晶体内部残余热应力,最终制备出满足技术指标的<001>晶向的Ф200mm×150mm的氟化镁单晶产品。本项目主要创新技术包括：

1、高纯氟化镁原料合成及提纯技术;

2、提拉炉温场模拟仿真及优化设计;

3、直径200mm氟化镁单晶生长工艺;高纯原料是生长优质氟化镁单晶首要条件,原料纯度的高低不仅直接影响晶体纯度,还影响晶体生长的单晶率以及在晶体内部形成缺陷,严重影响晶体的光学性能。国内市场销售的氟化镁原料以镀膜应用为主,纯度一般低于99.9%,难以满足高质量氟化钙晶体对原料的高纯度(99.99%)要求,而且会混入少量的硅(Si)、铁(Fe)等有害杂质,杂质在激光辐照下容易形成色心,产生吸收,降低氟化镁单晶的透过率,外购原料在交期、产量、品质等方面均受到制约。针对这一问题本项目采用高纯的镁和氢氟酸反应的方式研制高纯氟化镁原料的合成工艺,通过二次提纯的方式获得纯度达到99.999%的氟化镁原料,为生长准分子激光级氟化镁单晶奠定基础。

本项目针对直径200mm氟化镁单晶进行专用的晶体炉设计和改造,通过改进炉体结构,增加生长过程中坩埚自动补偿程序,保持生长过程中固液界面稳定,结合计算机模拟结果和晶体生长经验,对结晶过程中控制稳定性和结晶潜热扩散运输能起到较好的效果,以上技术可保证获得较为理想的微凸固液界面,有益于排杂和单晶率的提高。直径直径200mm的氟化镁单晶定向生长和提高单晶成品率生长工艺是本项目的关键核心技术。