1、項目名稱：系列人工晶體生長技術與器件設計 承擔單位：煙臺大學環境學院項目類別：攻關項目負責人：秦連杰、徐惠忠、賈玉光 項目簡介：一、 可于近期實施的項目內容及所需條件項目內容（1）在前期實驗室對系列（包括釩酸鹽）激光晶體生長研究的基礎上，用一年的時間，擴大晶體直徑，提高單位時間的產晶量，同時確定相應的能滿足制作激光器需要的系列單晶的溫場條件和生長工藝。對光通訊中有重要應用且市場潛力很大的純釩酸鹽晶體制備工藝進行研究，達到批量生產優質單晶的水平。（2）開發具有被動調Q激光脈沖增強功能的系列Nd:YxGd1-xVO4混晶，實現高能量、高峰值功率的DPSSL原型器件開發。（3）進行高材質、大尺寸藍（

2、白）寶石的開發研制工作必要支撐條件提拉法生長晶體的中頻感應加熱單晶爐及與之配套的坩堝；定向、加工、鍍膜等設備；用于對樣品進行性質表征的儀器（元素分析儀、掃描/透射電子顯微鏡、光譜分析儀等）；大功率不間斷工業電供應。合作單位煙臺北極星華晶寶石有限責任公司火焰法生長白寶石生長設備改造工作。以及導模法生產大尺寸白寶石生產設備購置。二、項目在省內、國內、國際相關情況、實施該項目的必要性，實施后社會經濟效益；探索新型激光晶體，一直是晶體生長領域的熱門課題。系列釩酸鹽激光晶體以其低的泵清閾值和高的轉換效率已成為激光二極管(LD)泵浦激光器最主要的激光工作物質，現已被國內外廣泛采用，市場前景良好。國內外，釩

3、酸釔晶體現已實現產業化，目前國內生產廠家主要有山大魯能信息科技有限公司、福建物構所福晶公司等。系列釩酸釓激光晶體的研究工作經檢索，大部分成果來自山東大學 (本人畢業學校)，產業化實踐處于初期階段。國內發現摻釹離子的釩酸釓釔激光晶體的專利報道，但未涉及脈沖激光性能，并且該專利所保護的Gd組分為0.010.1范圍。從國外檢索結果看，系列釩酸鹽激光晶體生長與激光調制研究相關文獻皆來自該課題組的前期工作結果，2003年在國際上率先報道了Nd:GdxY1-xVO4混晶的研究成果并首次發現了該族晶體具有被動調Q脈沖能量增強功能。國內外未見關于其他摻雜YxGd1-xVO4混晶的研究報道。基于摻雜釩酸鹽激光晶

4、體的LD泵浦的激光器，由于具有低的泵浦閾值和普遍具有的高的光光轉換效率（大多超過50），成為DPSSL領域研究的熱點，由于該系列晶體晶體生長問題的解決，近幾年技術漸趨成熟，晶體生長朝著大尺寸、高質量、多摻雜的方向發展。晶體性能研究向著大功率泵浦、器件化研究的方向發展。在普通釩酸鹽激光晶體基礎上實現某些性能的優化也是當今國內外釩酸鹽激光晶體的研究、發展趨勢。本項目將在應用與光隔離器、環行器、光分束器及格蘭系列偏光器等偏振光學器件領域的系列雙折射晶體、摻釹系列釩酸鹽晶體的制作LD泵浦的全固態激光器以及在提供國內外科研院校晶體類項目上擬到達到年銷售額100萬元生產能力，形成每爐年產10萬立方毫米優質

5、晶體元件的生產能力。白寶石晶體的機械力學性能好，硬度為莫氏9級，民用工業主要用于儀表軸承、鐘表軸承及精密機械的耐磨部件(如天平的刀口、拉制人造絲的領圈等) 。白寶石晶體具備0.145.5m相當寬的透光波段范圍，且具有高熱導率，能承受因大氣摩擦而導致的溫度驟變，抗輻射、耐腐蝕、熱畸變小，被廣泛用于導彈、潛艇、超高速飛機、航天飛行器、衛星空間裝置、高能探測和高功率強激光器(如氧2碘激光器)等的光學元件和窗口材料。在半導體方面，由于具有很高的硬度、良好的化學穩定性和耐輻射能力，且可得到高度完整的單晶，白寶石因此成為GaN基藍光發光二極管(LEDs)和激光二極管(LDs)的最常用襯底。大尺寸高材質白寶

6、石由于設備要求嚴格，技術含量高，產品附加值大，得到廣大寶石生產廠家的重視，經濟效益相當顯著。 三.實施該項目的對象及與該項目實施密切相關的市內單位及合作方式內容本項目針對對象:致力于新材料研究與開發,尤其是致力于人工晶體研發單位。密切相關企業：煙臺北極星華晶寶石有限責任公司煙臺北極星華晶寶石有限責任公司是生產寶石的專業廠家，有著悠久的寶石生產歷史。 擁有較大的生產規模，并大量出口各種人造晶體。主要產品有紅寶石， 白寶石， 彩色剛玉，退火寶石以及各種光學晶體。生產方法涉及火焰法、提拉法以及水溶液等。 該廠人工晶體加工、鍍膜設備齊全。近年來，華晶寶石公司投資近百萬元對生產人工晶體的主要設備進行了改造，改造后其技術性能達到了國內同行業一流水平。本項目擬與該公司成立研究所或者研究中心形式，使雙方的技術、資金、實驗條件得到充分利用。主要合作內容：1） 系列釩酸鹽激光晶體生長與產業化2） 大尺寸高質量白寶石產業化技術3） 提拉藍寶石生產技術四、實施該項目的校內單位、負責人；所需校內資源及條件，學校需做哪些協調工作實施單位環境與材料學院學院第一負責人秦連杰副教授徐惠忠教授（院長）賈玉光實驗員合作單位負責人叢龍強高工（副總經理） 五、該項目具體實施步驟及時間表2006年1月2006年12月，產生合作意向，資金注入，項目啟動。2006年1