ZGP晶体-磷化锗锌晶体

磷化锗锌晶体是一种高效的中红外非线性光学晶体材料,其透光范围为0.76~12.0 μm,可应用于光学参量放大器(OPA)、光学参量振荡器(OPO)、二波耦合(SHG)和四波耦合(FHG)等中红外波段领域。

主要优点:较大的非线性系数,较高的激光损伤阈值,较高的热导率,稳定的机械性能,较宽的相位匹配范围。

应用领域:ZGP晶体在激光频率转换、光参量振荡(OPO)、差频产生(DFG)等方面具有广泛应用,可用于红外激光定向干扰、红外遥感、激光雷达等设备中,具有重要的战略意义。

ZGP晶体,全称为ZnGeP2(磷化锗锌)晶体,是一种综合性能优良的中远红外非线性光学晶体材料。它以其独特的物理和化学特性,在激光技术、光学通信、红外探测等领域展现出广泛的应用前景。

物理特性

  • 晶体结构:ZGP晶体具有四方对称性,点群为42m。其晶格常数一般为a=5.465 Å, c=10.771 Å(不同来源的数据可能略有差异,但总体相近)。
  • 密度:约为4.175~4.18 g/cm³,具体数值可能因晶体生长条件和测量方法的不同而略有变化。
  • 热导率:较高,约为0.35~0.36 W/cm·K,这使得ZGP晶体在高功率激光应用中能够有效散热,保持稳定的性能。
  • 机械性能:良好,便于加工成各种形状和尺寸的晶体元件。

光学特性

  • 透过波段:较宽,一般为0.67~13 μm,覆盖了从可见光到远红外的大部分光谱范围。
  • 非线性系数:较大,如d36分量可达75 pm/V,这使得ZGP晶体在非线性光学过程中表现出色。
  • 抗光损伤阈值:较高,能够承受高功率激光的照射而不易损坏。

优点

高非线性系数:ZGP晶体具有较大的非线性光学系数,是实现高效非线性光学过程的关键材料之一。

宽透过波段:其较宽的透过波段覆盖了从可见光到远红外的大部分光谱范围,适用于多种激光波长和光学应用。

高热导率:较高的热导率使得ZGP晶体在高功率激光应用中能够有效散热,保持稳定的性能。

高抗光损伤阈值:能够承受高功率激光的照射而不易损坏,提高了器件的可靠性和使用寿命。

良好的机械性能:便于加工成各种形状和尺寸的晶体元件,满足不同应用场景的需求。

应用领域

激光技术:ZGP晶体在激光频率转换、光参量振荡(OPO)、差频产生(DFG)等方面具有广泛应用。通过ZGP晶体,可以实现宽调谐中远红外激光输出,为激光技术提供了重要的非线性光学材料支持。

光学通信:在光学通信领域,ZGP晶体可用于制作光开关、光调制器等器件,实现光信号的快速调制和切换。

红外探测:由于ZGP晶体在红外波段具有良好的透过性和非线性光学性能,因此可用于红外探测器、红外制导系统等设备的制造。

环境监测:ZGP晶体还可用于工业和人为大气排放的远程监测,以及远程识别和检测电力工程、化工、石油工业等排放到大气中的有毒混合气体和气体废物。

国防领域:在国防领域,ZGP晶体可用于红外激光定向干扰、红外遥感、激光雷达等设备中,具有重要的战略意义。

基本参数:

晶体结构 Quartet system
晶胞参数 a=b=54.76nm,c=107.31nm
晶体尺寸 6mmx6mmx15mm
6mmx8mmx20mm
可按客户要求定制
相位匹配类型 I类 或 II类匹配
定向偏差 ≤0.5°
吸收系数 ≤0.05cm-1@2μm
平面度 ≤λ/6 @632.8nm
平行度 ≤10″
垂直度 ≤5′
表面疵病 20/10(MIL-O-13830A)
熔点 1027
密度 4.18g/cm3
显微硬度 980 ± 80 kg/mm2
莫氏硬度 5.5
禁带宽度 2.34/2.08 eV
半导体类型 P