[发明专利]光学品质的金刚石材料

摘要

一种CVD单晶金刚石材料，适合用于或用作光学设备或元件。它适宜用于许多光学应用中，例如光学窗口、激光窗口、光学反射器、折光镜和光栅，及标准器。所述的CVD金刚石材料是通过CVD方法，在受控制的低含量的氮的存在下生产，以控制晶体缺陷的发展，由此实现具有用于光学应用的关键特征的金刚石材料。

主权项

1.一种CVD单晶金刚石材料，当在室温(通常20℃)测量时，所述材料表现出至少一种以下特征：i)高的光学均匀性，在光透射过规定厚度为至少0.5mm、被加工为合适平面度的金刚石时，在至少1.3mm×1.3mm的规定面积内测量，该金刚石的透射波阵面与预测几何波阵面的差少于2条条纹，其中1条条纹对应于与633nm测量波长的1/2相等的光程长度差；ii)指示低应变的低的光学双折射，以至于在至少0.5mm的规定厚度的样品中，在至少1.3mm×1.3mm规定面积内以本文描述的方式测量时，对于样品分析区域的至少98％，相移正弦的绝对值|sinδ|保持在第一级次(δ不超过π/2)中，并且|sinδ|不超过0.9；iii)指示低应变的低的光学双折射，以至于在至少0.5mm的规定厚度的样品中，在至少1.3mm×1.3mm规定面积内以本文描述的方式测量时，对于分析区域的100％，所述样品保持在第一级次(δ不超过π/2)内，并且Δn[平均]的最大值，即对于平行于慢轴和快轴偏振化的光的折光指数之间的差值在样品厚度上平均的平均值不超过1.5×10-4；iv)有效折光指数，在规定厚度为至少0.5mm的样品中，在至少1.3mm×1.3mm的规定面积内以本文描述的方式测量时，所述有效折光指数的数值为+/-0.002精度内的2.3964；v)光学性能的组合，以至于当将金刚石材料制备成规定厚度至少为0.5mm的标准器形式的金刚石板，并用波长接近1.55μm、标称直径为1.2mm的激光束在至少1.3mm×1.3mm的规定面积内测量时，其显示在板内不同位置测量时变化小于5×10-3cm-1的自由光谱区(FSR)；vi)光学性能的组合，以至于当将金刚石材料制备成规定厚度至少为0.5mm的Fabry-Perot固体标准器形式的金刚石板，并用波长接近1.55μm、标称直径为1.2mm的激光束在至少1.3mm×1.3mm的规定面积内测量，以及没有将涂层涂覆到所述光学制备的表面时，其显示在板内不同位置测量时超过1.5的反差比；vii)光学性能的组合，以至于当将金刚石材料制备成规定厚度至少为0.5mm的标准器形式的金刚石板，并用波长接近1.55μm、直径为1.2mm的激光束在至少1.3mm×1.3mm的规定面积内测量时，其显示不超过3dB的介入损耗；viii)在关心体积内的折光指数的变化，所述体积包含规定厚度为至少0.5mm的层状物，在至少1.3mm×1.3mm的规定面积内以本文描述的方式测量，该变化小于0.002。