熊希希,王世磊,贾 宁，王善朋,陶绪堂

(山东大学晶体材料国家重点实验室，晶体材料研究所，济南 250100)

0 引 言

1～3 μm(近红外)、3～5 μm(中红外)、8～12 μm(长波红外)激光由于在大气中有良好的穿透性，在军事和民用领域具有重要应用价值。利用非线性光学晶体通过频率变换技术，是产生红外激光的重要方式之一。目前，中红外非线性光学晶体已有性能优异的代表性晶体ZnGeP2(ZGP)，通过光参量振荡技术(OPO)可以实现110 W中红外激光输出[1]。然而，8～12 μm长波红外波段，仍缺乏综合性能优异的实用红外晶体来实现高功率激光输出。目前报道的大尺寸长波红外体块晶体主要包括：BaGa4S7、BaGa4Se7、LiInSe2(LISe)、CdSe等[2-4]，其中LISe晶体属于I-III-VI2型硫族化合物晶体，正交晶系，mm2点群，Pna21空间群，晶格常数为：a=0.719 76 nm，b=0.841 59 nm，c=0.679 86 nm。该晶体具有宽透过范围(0.46～14 μm)、较大的非线性系数(d33=16 pm/V)、高的热导率(5.5 W/(m·K))，以及较高的损伤阈值(40 MW/cm2@10 ns, 1 064 nm)，可以使用成熟的1 064 nm激光泵浦，且其熔点较低(915 ℃)，生长过程中蒸气压小，晶体相对易于生长[5]。目前，利用LISe晶体通过倍频(SHG)、差频(DFG)、光参量振荡(OPO)、光参量放大(OPA)等方式实现了长波红外激光输出[6-9]，表明LISe晶体在长波红外激光领域有重要应用潜力。最近几年，大尺寸高质量LISe晶体生长研究取得了较大进展。2010年，Petrov等[6]生长的高质量LISe晶体尺寸达到φ30 mm×100 mm。2014年山东大学在国内率先开展了LISe晶体的生长与基本性能研究[10]，近年来通过解决一系列晶体生长关键问题，已经能够生长出直径φ31 mm大尺寸LISe晶体[11]。但是，LISe晶体生长工艺还不够稳定，大尺寸高质量LISe晶体的批量稳定制备仍然存在挑战，退火后处理工艺也有待于进一步优化，以获得更高光学质量的晶体器件。……