《T-ZZB 3846-2024 光学级大单晶金刚石》

ICS73.080

CCSQ65

T/ZZB3846—2024

团体标准

T/ZZB3846—2024

光学级大单晶金刚石

Opticalgradelargesingle-crystaldiamonds

2024-11-18发布2024-12-17实施

浙江省质量协会发布

T/ZZB3846—2024

光学级大单晶金刚石

1范围

本文件规定了光学级大单晶金刚石的术语和定义、形状与鉴定特征、基本要求、技术要求、试

验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存及质量承诺。

本文件适用于采用化学气相沉积工艺制造的光学级大单晶金刚石，主要应用于棱镜、透镜、光

学窗口片、波片、激光设备镜片等光学元件。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本

文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T191包装储运图示标志（GB/T191—2008,ISO780:1997,MOD）

GB/T1224—2016几何光学术语、符号

GB/T3634.2—2011氢气第2部分：纯氢、高纯氢和超纯氢

GB/T6618硅片厚度和总厚度变化测试方法

GB/T7660.3反射棱镜第3部分：光学平行度及其检验方法

GB/T7896人造光学石英晶体试验方法

GB/T14264—2024半导体材料术语

GB/T16863晶体折射率的试验方法

GB/T22588—2008闪光法测量热扩散系数或导热系数（ASTME1461:2001,IDT）

GB/T25995精细陶瓷密度和显气孔率试验方法（GB/T25995—2010,ISO18754:2003,MOD）

GB/T33102—2016纯甲烷和高纯甲烷

GB/T40381—2021激光窗口用蓝宝石晶体板状材料规范

DZ/T0294—2016化学气相沉积法合成无色单晶钻石筛查和鉴定

JB/T13942—2020超硬磨料静压法合成工业用大单晶金刚石

JY/T0582扫描探针显微镜分析方法通则

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

光学级大单晶金刚石opticalgradelargesingle-crystaldiamond

光谱透过率不低于70%且晶体最大尺寸不小于8mm的单晶金刚石。

[来源:JB/T13942—2020,3.1,有修改]

总厚度变化totalthicknessvariation;TTV

晶片厚度的最大值和最小值间的差。

注：最初，总厚度变化（TTV）是通过对少量点的测量确定的，一般是5个或9个点，但现代测量设备在整个合格

质量区内以相对较小的间隔对晶片进行采样，并将总厚度变化报告为总平整度（GBIR）。

[来源:GB/T14264—2024,3.194]

光谱透过率spectrumtransmittance

给定波长范围内，透过晶体的光通量与其入射晶体光通量的百分比。

[来源:GB/T40381—2021,3.2]

折射率refractiveindex

1

T/ZZB3846—2024

介质的[绝对]折射率等于真空中的光速与介质中的光速之比。

[来源:GB/T1224—2016,2.14]

导热系数thermalconductivity

单位时间内在单位温度梯度下沿热流方向通过材料单位面积传递的热量。单位为瓦每米开尔文

[W/(m·K)]。

[来源:GB/T22588—2008,3.1]

4形状与鉴定特征

形状

光学级大单晶金刚石主要形状示意图见图1。

D

L

W

a）长方体b）圆柱体

标引符号说明：

L——长度；

T——厚度；

W——宽度；

D——直径。

图1光学级大单晶金刚石主要形状示意图

鉴定特征

4.2.1材料性质

光学级大单晶金刚石的颜色应为无色，其他材料性质应符合DZ/T0294—2016中4.2的规定。

4.2.2光谱特征

光学级大单晶金刚石的光谱特征应符合DZ/T0294—2016中4.3的规定。

5基本要求

设计研发

5.1.1应具备光学级大单晶金刚石三维和平面几何形状的设计能力。

5.1.2应具备温度均匀性、微波质量等生长工艺过程关键参数的设计能力。

原材料

5.2.1氢气应符合GB/T3634.2—2011中规定的超纯氢要求。

5.2.2甲烷应符合GB/T33102—2016中规定的高纯甲烷要求。

工艺及装备

5.3.1应采用激光能量聚焦切割工艺。

5.3.2应采用物理和化学相结合的磨抛工艺。

5.3.3应具备高稳定性化学气相沉积晶体生长炉、高精度激光切割机和微纳级精抛机等设备。

2

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检验检测

5.4.1应具备尺寸偏差、加工面平行度、总厚度变化、表面粗糙度Ra、光谱透过率等项目的检验检

测能力。

5.4.2应具备三维显微镜、纳米级光学测量仪、白光干涉仪、光学透过率测量仪、晶体定向仪等检

验检测设备。

6技术要求

净度

在规定条件下观察，光学级大单晶金刚石晶体内部应无包裹体，表面无凹坑，边角处无裂纹。

精度

6.2.1尺寸偏差

应符合表1的规定。

表1尺寸偏差

单位为毫米

项目宽度W长度L厚度T直径D

尺寸偏差±0.05±0.05±0.05±0.05

6.2.2加工面平行度

应不大于20″。

6.2.3总厚度变化

应不大于0.02mm。

6.2.4表面粗糙度Ra

-6

应不大于5×10mm。

光学性能

应符合表2的规定。

表2光学性能

光学性能要求

光谱透过率（波长500nm～1100nm）≥70%

折射率2.375～2.415

导热系数

应不低于2000W/(m·K)。

体积密度

33

应在3.52g/cm±0.01g/cm范围内。

7试验方法

净度

采用比色灯（色温在5500K～7200K范围内的荧光灯）照明。在10倍放大镜下观察。

3

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精度

7.2.1尺寸偏差

采用精度不低于0.02mm的量具进行测量。

7.2.2加工面平行度

按GB/T7660.3的规定进行。

7.2.3总厚度变化

按GB/T6618的规定进行。

7.2.4表面粗糙度Ra

按JY/T0582的规定进行。

光学性能

7.3.1光谱透过率

按GB/T7896的规定进行。

7.3.2折射率

按GB/T16863的规定进行。

导热系数

按GB/T22588—2008的规定进行。

体积密度

按GB/T25995的规定进行。

8检验规则

检验分类

检验分为出厂检验和型式检验。

出厂检验

8.2.1出厂检验合格后方可出厂。

8.2.2出厂检验项目见表3，做全数检验。

表3检验项目

序号检验项目技术要求试验方法出厂检验型式检验

1净度6.17.1√√

2尺寸偏差6.2.17.2.1√√

3加工面平行度6.2.27.2.2√√

4总厚度变化6.2.37.2.3—√

5表面粗糙度Ra6.2.47.2.4√√

6光谱透过率7.3.1—√

6.3

7折射率7.3.2—√

8导热系数6.47.4—√

9体积密度6.57.5—√

4

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表3（续）

序号检验项目技术要求试验方法出厂检验型式检验

注：“√”表示应检验的项目；“—”表示不检验的项目。

型式检验

8.3.1凡属于下列情况之一时，应进行型式检验：

a)新产品试制或老产品转厂生产的试制定型鉴定；

b)正式生产后，如原材料、设备、工艺、场地等有重大改变，可能影响产品性能时；

c)出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时；

d)停产半年以上，恢复生产时。

8.3.2型式检验项目见表3。

8.3.3型式检验样品应在出厂检验合格的产品中随机抽取9片。

判定

8.4.1出厂检验项目全部合格时，判定出厂检验合格。

8.4.2型式检验项目全部合格时，判定型式检验合格。

8.4.3用户应对收到的光学级大单晶金刚石按本文件的规定进行检验。如检验结果与本文件规定不

符时，应以书面形式向供方提出。对于出厂检验项目的异议，应在收到产品之日起1周内向供方提

出；对于其他性能的异议，应在收到产品之日起1个月内提出。

9标志、包装、运输