常用晶体材料之欧阳主创编

1、欧阳主创编2021.02.171205晶体时间：2021.02. 17创作：欧阳主氧化铝晶体(白宝石，蓝宝石，01205)是一种很重要 的光学晶体。它具有高硬度、高熔点、高强度、高透过率、 耐高温和抗腐蚀的特性，广泛地用于航空航天仪器的红外 和紫外的窗口、激光工作窗口、高炉测温窗口以及太阳能 电池保护罩和永不磨损手表镜面等。在窗口应用方而，它 具有如下优良的特性：(1) 光透过范围从SOOnm到5.5p m(2) J-5 m波段红外透过率大于85%2)具有高硬度，高透过率抗挠曲强度和抗风蚀、雨蚀的 能力(匍优良的热传导性能(5)低散射率0.0%在入 "6到880 C材料基本性能:熔点

2、2050 oC密度3.91g/m3莫氏硬度9杨氏模屋53 Mpsi透过波段300nm-5.5nmoara晶体氟化钙晶体是一种很重要的光学晶体，它具有如下优良的特 性：密度3.18 g/cm3熔点13571360°C晶格常数5.46 A努普硬度178 100, 160 110kg/mm2介电常数6.76 , 105HZ晶体类型cubic, CaF2 type structure解离面(111)应用紫外激光窗口材料折射率:波长，0.190.210.250.330.410.882.653.905.006.207.008.22pm折射率1.511.491.471.451.441.431.42

3、1.411.401.381.361.34氟化镁晶体被应用在坏境要求很苛刻的光学系统中，它的透 过波段为川m-8.5 mo辐照不会导致色心的产生，它 有良好的机械性能，可以承受热和机械震动，很大的外力才 能使氟化镁解理。氟化镁单晶由于有微弱的双折射性能，通 常的切向为光轴垂直于晶片表面。氟化镁是一种应用很广泛的晶体，具有如下特性：(1) 、在真空紫外到红外(0.1185p m)波段有很高的透过 率.(2) 、抗撞击和热波动以及辐照2)、良好的化学稳定性.(匍、可用于光学棱透镜、锲角片、窗口和相关光学系统中(5) 、四方双折射晶体性能，可用于光通讯(6) 、UV窗口材料Bon密度4.89 g/cm

4、3, at 20°C熔点1354°C摩尔质量175.36晶格常数6.196 A热导率7.1 W/(m K), at 38°C比热456 J/(kg K)热膨胀系数16.5 19.2 xlO-6 / K,± 60°C努普硬度82kg/mm2莫氏硬度3杨氏模量53.05GPa剪切模量25.4GPa体积弹性模量56.4GPa介电常数7.33,2xlO6HZ水中溶解度0.17 g/100 g, 10°C晶体类型立方晶系解离而(111)泊松比0.343带隙9.1eV透过范用0.18 12.0 nmin IR, UV and DUV折射率:波长0

5、20.51.03.06.09.012.015.0n(Lambda)1.55731.47791.46861.46121.44411.41441.36961.3050lif氟化锂晶体是一种很重要的光学晶体，它具有如下优良的 特性：I、在真空紫外到红外(0.12-6 m)的波段有很高的透过率，特别是在真空紫外有优良的透过率。 材料性能：密度2.64g/cm3熔点870°C摩尔质星25.9394晶格常数4.0279 A热导率4.01 W/(m K)比热1562 (J kg-1 K-l)热膨胀系数28.1-34.8 (10-K)努普硬度102-103kg/mm2莫氏硬度3杨氏模量64.79GP

6、a剪切模量55.14 GPa体积弹性模量62.03 GPa断裂强度10.8 MPa弹性系数Cll = 112 / C12 = 45.6 / C44 = 3.2 GPa晶体类型Fm3m ,cubic, NaCl type structure介电常数9.0 25 °0=100.109 Hz水中溶解度0.27 (g/100 cm3) 18 °C应用VUVQUVYVO4晶体飢酸锂晶体是一种具有优良的物理和光学特性的双折射 单晶。由于它具有较大的透过范围、透光度高、大的双折射、 易于加工等特点，所以广泛应用于光学组件如光纤光隔离 器、环形器、分光器，还有其它的偏振光学器件等。主要特性

7、:透过范用0.4 - 5pm 髙透晶体对称性四方晶系，点群D4h晶包参数a=b=7.12 A; c=6.29 A密度4.22 g/cm3莫氏硬度5,类似玻璃潮解性不潮解热膨胀系 数：aa = 4.43 x 10 於 K; ac = 11.37 x 10-K热导率/C: 5.23 W/m/K;丄 C: 5.10 W/m/K晶类正单轴晶，no=na=nb, ne=nc折射率、双 折率(D n = ne- no)走离角45o (r)no = 1.9929, ne = 2.2154, D n 二 0.2225, r = 6.04o (0.63 p m)no = 1.9500, ne = 2.1554Q

8、 n 二 0.2054, r = 5.72o (1.30 pm)no = 1.9447, ne = 2.1486, Dn = 0.2039, r = 5.69o (1.55 p m)锐酸铠是用提拉法生长的正向单轴晶体具有较好的机 械和物理特性，宽的透过范围和大的双折射率使它成为了理 想的光偏振组件。在许多的应用方面，它是方解石和金红石 的多种应用优良的人造的替代品，如光纤光学隔离器和循环 器、分束器，格兰起偏器以及其它起偏器等。与其它双折射晶体相比较8与方解石相比，锐酸乍乙具有更好的温度稳定性及物理 和机械特性。方解石易潮解和低硬度是使得很难得到高光学 质量晶体。与高硬度的金红石(TiO2)相

9、比，锐酸乍乙更易于进行光 学表面加工，这也就相应降低了加工成本，尤其对批量生产与梶酸锂相比，它们具有相似的机械和物理性能，锐 酸乍乙的双折率确比規酸锂大三倍，这使得设计更加紧凑。InJ晶体和晶体硫化锌和硒化锌(Znf和lofe)晶体具有如下优良的特性，是一种很重要的光学晶体，特别是应用于远红外波段。CVD ZnSe的透光范围为05（im,用于高能CO2激光。单晶的具有更低的吸收，从而更适合CO2 光学系统。CVDZnf的透光范围为8|i m-M|i m,高透过，低吸收。 多光谱级通过热等静压（IIIP）改进了中红外、可见区的透 过。波长,pim0.4050.4360.4680.4800.509

10、0.5460.5880.6440.6680.706折射率2222222222.331.545.489.449.437.413>388.368.347.340波长,pim0.7800.7950.8520.8941.0141.1291.5302.0583.0003.500折射率2.3172.3142.3062.3022.2922.2852.2722.2642.2582.255波长,Jim4.0004.5005.0008.0009.00010.0011.2512.0013.00折射率2.2522.2502.2472.2232.2132.2012.1832.1712.153光学石英晶体人造石英单

11、晶是用水热法在高压釜中生长的，具有左旋和 右旋形态。石英晶体的应力双折射低且折射率均匀性高，透 光范围为0.15- mo由于其压电特性、低热膨胀系数、优 良的力学和光学特性，石英晶体被用于电子、精密光学和激 光技术、光通信、X射线光学和压力传感器等方面。投射范围0.150-4.Oim and 50-1000 pm反射率no=1.5350, ne=1.5438 1 pmReflectiveLoss8.2% 2pm密度2.65 g/cm3熔点1710° 1657°C分子量60.06热导率|C:11.7W/(m-K) 20°C; AC: 6.5比热744 J/(kg-K

12、)热膨胀系数| C: 7.97 x 10 七 ZC; AC: 13.37 x 10-6 /C 0°-80°C硬度740 (Indenter load 500g)杨氏模量| 1 C: 97; AC: 76.5 GPa 25°C弹力系数Cll = 86.6; C12 = 6.7; C13 = 12.4; C14 = 17.8; C33= 106.4; C44 = 58 GPa介电常星| C: 4.27 30 MHz 25°C; AC: 4.34材料类型单晶晶体结构三角晶系，32, a = 4.9138 A,c = 5.4052 A应用偏振光学、压电元件，紫外

13、滤波,FIR windows注意石英的使用温度不得超过1200摄氏度，并且，在遇到HF及热浓碱时会 发生化学反应ndsYDG晶体（掺钱乍乙铝石榴石）（IchYdG单晶是最重要的激光晶体，广泛应用于工业、医 疗和科学领域。主要优点是：低出光阈值、高增益，高效率, 低1064 om损耗；同时还有高光学质量、热传导性好、抗热 冲击和机械强度高特性，使得（IchYIIG成为了连续，脉冲和 锁模激光的最合适和商品化的激光晶体。ncliYAG晶体也广 泛用于各种固体激光器系统：倍频连续波、高能量Q开关， 倒空腔等等。参数如下:化学式Nd:Y3A15O12晶体结构立方晶系晶格常数12.01A掺杂度-1.2 x 1020 cm-3熔点1970 °C密度4.56 g/cm3莫氏硬度8.5折射率1.82热膨胀系数7.8x10-6 /K 111),0-250 °C热导率14 W/m /K 20