[发明专利]一种氮掺杂CVD金刚石激光晶体及其制备方法

说明书

本发明涉及激光科学技术领域，且公开了一种氮掺杂CVD金刚石激光晶体，包括CVD金刚石晶体、增透膜和反射膜，增透膜镀在CVD金刚石晶体的前表面，反射膜镀在CVD金刚石晶体的后表面，增透膜由氟化镁薄膜、二氧化铪薄膜和二氧化钛薄膜叠加构成，反射膜，其按质量分数包括二氧化钛粉体30‑40份、三氧化二铝粉体5‑8份、光学环氧树脂胶30‑35份、增白剂2‑3份和助剂8‑12份；反射膜由以下方法制得：将相应重量的二氧化钛粉体和三氧化二铝粉体加入搅拌罐中进行混合，搅拌速度为80‑100rpm，搅拌时间为20‑30min，然后将相应重量的光学环氧树脂胶、增白剂和助剂加入搅拌罐内。该氮掺杂CVD金刚石激光晶体，有效解决了CVD金刚石激光晶体难获得637nm激光的问题。

技术领域

本发明涉及激光科学技术领域，具体为一种氮掺杂CVD金刚石激光晶体及其制备方法。

背景技术

金刚石晶体的激光定向原理就是利用金刚石在不同结晶方向上，晶体结构不同，对激光反射而形成的衍射图像不同而进行的。方法为：由氦氖激光管产生激光束，通过屏幕上的小孔，照射到金刚石表面。全刚石表面存在一些在生长过程中形成的形状规则的晶界晶纹和微观凹坑。当相干性比较好的激光照射到金刚石晶体表面上的这些晶纹和微观凹坑时，如被激光照射的金刚石表面是某晶面面网。转动金刚石使被测晶面与激光束相垂直，激光被反射到屏幕上，形成特征衍射光像，可根据衍射光像的图形知道被激光照射的晶面是什么晶面，也就确定了该晶面在金刚石晶体内的空间方位。但是，在CVD金刚石激光晶体中，存在637nm激光难以获得的问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种氮掺杂CVD金刚石激光晶体及其制备方法，具备方便获得637nm激光的优点，解决了现有技术中，CVD金刚石激光晶体存在637nm激光难获得的问题。

(二)技术方案

为实现方便获得637nm激光的目的，本发明提供如下技术方案：一种氮掺杂CVD金刚石激光晶体，包括CVD金刚石晶体、增透膜和反射膜，所述增透膜镀在CVD金刚石晶体的前表面，所述反射膜镀在CVD金刚石晶体的后表面，所述增透膜由氟化镁薄膜、二氧化铪薄膜和二氧化钛薄膜叠加构成，所述反射膜，其按质量分数包括二氧化钛粉体30-40份、三氧化二铝粉体5-8份、光学环氧树脂胶30-35份、增白剂2-3份和助剂8-12份；

所述反射膜由以下方法制得：将相应重量的二氧化钛粉体和三氧化二铝粉体加入搅拌罐中进行混合，搅拌速度为80-100rpm，搅拌时间为20-30min，然后将相应重量的光学环氧树脂胶、增白剂和助剂加入搅拌罐内，搅拌速度为120-150rpm，搅拌时间50-60为min，得混合料，最后将混合料置于压膜板上，压延成型，即可得反射膜。

优选的，所述增透膜从靠近CVD金刚石晶体的一侧到外依次为氟化镁薄膜、二氧化铪薄膜和二氧化钛薄膜。

优选的，所述增白剂为PF增白剂。

优选的，所述助剂为乙醇。

一种氮掺杂CVD金刚石激光晶体的制备方法，包括以下步骤：

S1：将CVD金刚石置于CVD化学气相沉积炉内，在800摄氏度高温、甲烷和氢气环境中沉积形成CVD金刚石晶体；

S2：将步骤S1中的CVD金刚石晶体用激光切割机切割成通用尺寸的晶块，在150keV氮离子束下进行吸收剂量为4000戈瑞的辐照，然后在400、800、1000摄氏度高温下分别进行2小时退火以除去多余杂质；

S3：对步骤S2中去除杂质后的晶块进行精细研磨，前后3*3mm表面达到Ra10nm的表面粗糙度和1个光圈的平行度；

S4：将步骤S3中精细研磨后的晶块前表面镀上增透膜，后表面镀上反射膜，即可得氮掺杂CVD金刚石激光晶体。