上海光机所在提升金刚石晶体的光学性能研究方面获新进展

近日，中科院上海光机所先进激光与光电功能材料部激光晶体研究中心与浙江无限钻科技发展有限公司合作，在提升金刚石晶体的光学性能研究方面取得新进展，相关研究成果以“Enhanced Optical Properties of CVD Diamond through HPHT Annealing”为题发表于Crystal Growth & Design。

金刚石具有极高的热导率和极佳的光学性能，以金刚石为增益介质的激光器在高功率、高亮度、光束合成和小型化等方面具有显著的优势。然而，商用金刚石较差的光学性能，特别是较差的光学均匀性极大地限制了其在激光领域的广泛应用。

针对上述问题，研究团队提出了通过高温高压退火提升金刚石光学均匀性的新方案，研究了不同退火工艺对金刚石光学性能的影响。实验结果表明，高温高压退火能够促使金刚石中的缺陷形成团簇，进而有效提升晶体的光学均匀性，退火温度和降温速率对这一过程具有显著影响。此外，退火后金刚石中 C-H 键、NV 色心和 SiV 色心的含量显著降低，晶体的透过率达到70%以上（@1200 nm）。该项研究对光学级金刚石晶体的高效制备具有参考价值，并有望推动金刚石激光技术的发展。

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图1.退火前后金刚石的应力双折射、可见吸收光谱（左）和红外光谱（右）

相关工作得到了国家自然科学基金的支持。

相关链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.cgd.4c00634