一种非线性晶体硒化镓元器件的利记博彩app与流程

本发明涉及晶体元器件的利记博彩app。

背景技术：

硒化镓(GaSe)晶体具有非线性系数大、透光波段宽、双折射率大、激光损伤阈值较高和垂直于光轴方向热导率高等优点，是产生8-10μm中远红外激光的最重要和最好的材料之一。GaSe晶体可以实现太赫兹波段的功率输出，其在0.1–10.0THz波段线性光学吸收系数是目前太赫兹波段非线性光学晶体吸收最小的。GaSe为六方晶系层状晶体，空间群晶格常数a＝0.375nm，c＝1.595nm，每一层按Se-Ga-Ga-Se的顺序由共价键相结合，其中Ga-Ga键平行于c轴，层与层之间通过范德华力相结合。GaSe晶体在垂直于c轴方向极易劈裂，相对硬度几乎为零，因此其在使用过程中极易变形。另外该晶体在合成多晶原料阶段和单晶生长阶段，由于组分挥发引起的非化学计量比，易形成点缺陷、位错和包裹体等，降低该晶体的透过率，降低了使用性能。

技术实现要素：

本发明是要解决现有的GaSe晶体透过率低及其在使用时易变形、劈裂的技术问题，而提供一种非线性晶体GaSe元器件的利记博彩app。

本发明的非线性晶体GaSe元器件的利记博彩app，按以下步骤进行：

一、采用体积比HCl：HNO₃＝1:(3～3.5)的混酸对GaSe晶锭表面刻蚀1～2分钟，以除去晶体表面氧化物等杂质，然后用超纯水清洗、烘干；

二、将GaSe晶锭放入石英小舟或氮化硼(PBN)小舟中，再把小舟放于石英管中部；在小舟两端放置GaSe多晶粉末，晶锭与多晶粉末的质量比为10:(1～2)；或在小舟的一端放GaSe多晶粉末，另一端放单质Se，晶锭与多晶粉末的质量比为10:(0.5～1)，晶锭与Se的质量比为10:(0.05～0.1)；然后对石英管抽真空至10-4～10-6Pa，用氢氧火焰熔封石英管，放入单温区电阻炉中；

三、电阻炉升温至450℃～500℃，保温100h～150h，然后以20℃～25℃/h降温速率降温至室温，得到退火晶锭；

四、将退火晶锭沿垂直于c轴(光轴)方向解离成自然光滑平面，并将此自然光滑平面固定在切割机支架面板上，然后切割成正方形块，最后再沿垂直于c轴方向修整成GaSe晶体块；

五、准备好底座、上盖、聚四氟乙烯外套和固定螺母，其中底座和上盖的材料为金属，在底座与上盖中间设置孔洞，将GaSe晶体块用胶固定在底座的孔洞的位置，套上聚四氟乙烯外套，加上上盖，再用固定螺母将底座与上盖连接起来，得到非线性晶体GaSe元器件。

本发明的GaSe元器件所用的GaSe晶体块在切割前进行退火处理，通过退火不但可以消除在单晶生长时形成的热应力，而且当退火晶体处于GaSe的蒸汽气氛中并保温足够长时间，部分Ga和Se原子可以通过晶体表面扩散到晶体内部，补偿晶格中缺失的原子，消除点缺陷，同时纠正位错，降低晶体缺陷密度，提高透过率。本发明的GaSe元器件借助金属铝(或铜)以及聚四氟乙烯等材料制成外壳，不但可以有效的固定晶体，保护晶体不受到外力的损害，而且直接接触晶体上、下表面的金属底座和上盖可以增加晶体在使用过程中的散热面积，降低热透镜效应，提高晶体使用性能、稳定性和寿命。

附图说明

图1为实施例1中步骤二中GaSe晶锭放入石英管中的位置示意图；图中1为GaSe晶锭，2为小舟，3为石英管，4为GaSe多晶粉末或Se原料；

图2为实施例1中GaSe元器件的结构示意图；图中5为硒化镓晶体片，6为金属上盖，8为聚四氟乙烯外套，9为固定螺母；

图3为实施例1中GaSe元器件的结构剖面示意图；图中7为底座；

图4为实施例1中GaSe元器件的照片；

图5为实施例1中GaSe晶体块退火前后透过率谱；

图6为实施例1中GaSe元器件的太赫兹波段吸收系数谱图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的非线性晶体GaSe元器件的利记博彩app，按以下步骤进行：

一、采用体积比HCl：HNO₃＝1:(3～3.5)的混酸对GaSe晶锭表面刻蚀1～2分钟，以除去晶体表面氧化物等杂质，然后用超纯水清洗、烘干；

二、将GaSe晶锭放入石英小舟或氮化硼(PBN)小舟中，再把小舟放于石英管中部；在小舟两端放置GaSe多晶粉末，晶锭与多晶粉末的质量比为10:(1～2)；或在小舟的一端放GaSe多晶粉末，另一端放单质Se，晶锭与多晶粉末的质量比为10:(0.5～1)，晶锭与Se的质量比为10:(0.05～0.1)；然后对石英管抽真空至10-4～10-6Pa，用氢氧火焰熔封石英管，放入单温区电阻炉中；

三、电阻炉升温至450℃～500℃，保温100h～150h，然后以20℃～25℃/h降温速率降温至室温，得到退火晶锭；

四、将退火晶锭沿垂直于c轴(光轴)方向解离成自然光滑平面，并将此自然光滑平面固定在切割机支架面板上，然后切割成正方形块，最后再沿垂直于c轴方向修整成GaSe晶体块；

五、准备好底座7、上盖6、聚四氟乙烯外套8和固定螺母9，其中底座7和上盖6的材料为金属，在底座7与上盖6中间设置孔洞，将GaSe晶体块用胶固定在底座的孔洞的位置，套上聚四氟乙烯外套8，加上上盖6，用用固定螺母9将底座7与上盖6连接起来，得到非线性晶体GaSe元器件。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中的烘干温度为50℃～60℃。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤一中的石英管抽真空至10^-4～10^-6Pa。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤三中电阻炉的升温速率为40～60℃/h。其它与具体实施方式一至三之一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤三中退火温度为470℃～480℃。其它与具体实施方式一至四之一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤三中电阻炉的降温速率为20℃～25℃/h。其它与具体实施方式一至五之一相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是步骤四中GaSe晶体块的厚度为10mm～15mm。其它与具体实施方式一至六之一相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是步骤五中，固定用的胶为热熔胶或UV胶。其它与具体实施方式一至七之一相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是步骤五中，底座和上盖的材料为铝或铜。其它与具体实施方式一至八之一相同。

用以下实施例验证本发明的有益效果：

实施例1、本实施例的非线性晶体硒化镓元器件的利记博彩app，按以下步骤进行：

一、采用体积比HCl：HNO₃＝1∶3的混酸对GaSe晶锭表面刻蚀1分钟，以除去晶体表面氧化物等杂质，然后用超纯水清洗，于50℃烘干；

二、将GaSe晶锭1放入PBN小舟2中，再把小舟放于石英管3中部，在小舟两端放置GaSe多晶粉末4，晶锭1与多晶粉末4的质量比为10∶2；对石英管3抽真空至10^-5Pa，用氢氧火焰熔封石英管3，放入单温区电阻炉中；该步骤GaSe晶锭放入石英管中的位置示意图如图1所示；

三、电阻炉以50℃/h升温速率升温至480℃，保温120h，然后以25℃/h降温速率降温至室温，得到的退火晶锭；

四、将退火晶锭沿垂直于c轴方向解离成自然光滑平面，并将此自然光滑平面固定在切割机支架面板上，然后切割成13mm×13mm正方形块，最后再沿垂直于c轴方向修整成厚度为10mm的GaSe晶体片；由于该晶体力学性能较差，不适宜进行抛光处理，所以在修整晶体厚度时，需要保证透光面(解离面)为自然光滑平面；

五、GaSe元器件由GaSe晶体片5、上盖6、底座7、聚四氟乙烯外套8和固定螺母9组成，其中底座7和上盖6均为直径50mm，厚度2mm圆形铝片，在底座与上盖中间设置直径为12mm的圆孔，底座与上盖的侧面车有外螺纹，螺纹宽度1mm；聚四氟乙烯外套是内径为50mm，壁厚度1mm，高度14mm的圆柱体；GaSe晶体片放于底座的圆孔之上，晶体c轴垂直于铝片，透光面与铝片平行，光线可以沿垂直于晶体层方向，从铝片中间圆孔通过，晶体片5周围用热熔胶固定于底座上，底座与上盖之间用固定螺母连接。该GaSe元器件的结构示意图如图2所示，剖面图如图3所示。

本实施例制备的GaSe元器件的照片如图4所示，器件直径50mm，中心孔直径12mm。

图5为10mm厚GaSe晶体块退火前后透过率谱，图中数据显示退火后晶体透过率相比退火前透过率明显提高。

图6为用太赫兹时域光谱系统测试的室温GaSe太赫兹波段吸收系数谱，可以看到在0.1～1.5THz波段，除在0.6THz处有一尖锐吸收峰，其余波段太赫兹吸收较弱，小于5cm^-1。