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高性能系列铌酸锂、钽酸锂晶体和光电器件产品化关键技术与应用
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  • 公布年份:
    2016
  • 中图分类:
    TN304.054, TN36
  • 关键词:
  • 成果简介:
    该项目属于人工晶体和激光器技术交叉技术领域。光电晶体及其器件作为激光技术的关键材料和器件,被诸多国家列为优先发展的技术领域。中国是声学级铌酸锂、钽酸锂晶体生产大国,但是光学级晶体和器件因市场容量有限而得不到产业界重视。然而这些看似不起眼的光学晶体器件对激光系统的技术指标起到“核芯”作用,“小器件”制约了“大系统”。该项目在国家863计划、天津市重大科技攻关、国防科工局民口配套等项目支持下,瞄准国家需求,围绕产品化关键技术攻关,取得了以下主要科技创新:提出制约大尺寸铌酸锂晶体光学质量的核心技术问题是等径控制不良,并自主设计、开发了基于经验数据库的计算机自动控制系统,设计了合适的热场,解决了晶体生长过程中大滞后引起的控制难题,生长了20余种不同掺杂的铌酸锂晶体,三英寸名义纯晶体的50mm长度内光学均匀性△n从1×10<'-3>/cm大幅提高近2个数量级达3×10<'-5>/cm。成果鉴定意见认为达到国际先进水平;该项目发展了两种非固液同成分共熔配比晶体的制备方法,一是发明了熔体注入法连续加料晶体生长专利技术,打破了国外双坩埚法的技术垄断;二是改进了传统扩散法技术,解决了固相扩散时存在的晶体腐蚀、原料板结、开裂、孪晶、滑移等一系列问题,实现了高光学质量大尺寸近化学计量比铌酸锂、钽酸锂晶片的批量、廉价制备,突破了制约其实用化的成本瓶颈;提出并验证了电光调Q晶体的应力是导致激光系统温度稳定性差的核心原因。通过控制气氛进行退火有效去除了晶体内部应力,同时又克服了晶体着色和固溶体脱溶问题;开发了晶体的弹性装配技术取代广泛采用的硬性夹持,彻底解决了晶体外部应力的影响,大幅提高了电光调Q开关装配后的温度稳定性和光斑质量,成果评价意见认为总体技术达到了国际领先水平;以高性能铌酸锂、钽酸锂系列晶体为核心研制了非线性光学晶体器件,为多家武器装备科研生产单位提供配套,有力保障了国防科技任务的完成;以高温度稳定性电光调Q开关为核心技术自主研发的系列高温度稳定性铌酸锂电光调Q激光系统,实现批量生产和应用。该项目工作中获得授权专利6项,计算机软件著作权1项,获天津市科学技术进步一等奖和天津市技术发明二等奖各1项。多个系列铌酸锂电光调Q激光系统在该项目第二完成单位实现批量生产,应用于高端、精密激光测量等领域,比如某型号激光系统装备西昌卫星发射站331电影经纬仪,圆满完成了包括“嫦娥二号”等多次重大卫星发射测量任务。同时,多个型号系列在国防领域得到批量应用,装备海、陆、空各兵种序列,包括中国第一艘航空母舰“辽宁号”等,为国防科技发展做出了应有的重要贡献。近三年来,为航空、航天、兵器、电子、船舶、中物院以及空军、海军等国内重要光电系统科研、生产单位批量提供项目产品,新增销售额1.48亿元,新增利润7952万元。
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