1引言硫鎵銀（AgGaS2）晶體為2族三元化合物半導體，黃銅礦結構，點群D2d4-2m，常溫下呈淡黃色，脆性大，熔點為996，在0.513m范圍具有優(yōu)良的透光性能，非線性系數(shù)大，同時還有適宜的雙折射，品質(zhì)因數(shù)和損傷閾值高，是一種性能優(yōu)異的新型紅外非線性光學材料，可用于二次諧波的產(chǎn)生、倍頻、混頻和光參量振蕩等。35m中紅外激光源在紅外干擾、分子光譜、醫(yī)療光源等許多方面有著非常重要的應用，目前能產(chǎn)生中紅外區(qū)域激光的固體激光器尚未成熟，采用光參量振蕩器（OPO）可將現(xiàn)有固體激光器發(fā)出的短波長激光轉(zhuǎn)換到中紅外區(qū)域。在紅外非線性晶體中，AgGaS2晶體是唯一可采用1.064m的NdYAG激光泵浦進行OPO的材料。對于35m波長的調(diào)諧范圍，AgGaS2晶體相應的類相位匹配角變化范圍為43.551.0.非線性光學晶體材料是實現(xiàn)光參量振蕩的關鍵，晶體材料制備成器件的切割方式?jīng)Q定參量光的互作用方式、能量轉(zhuǎn)換方向和輸出參量光的波長范圍。因此，對AgGaS2晶體進行精確定向制備是制備光參量振蕩器件的前提和關鍵。
 　　2實驗2.1晶體定向分析采用改進的Bridgman法生長AgGaS2晶體，生長出的晶錠無明顯方向特征。在晶錠表面顯露出一些大小不一的小孔，小孔底部可以觀察到反光一致的晶面。經(jīng)X射線衍射分析，這些顯露面多屬于{101}或{112}晶面族。用刀片沿著平行于顯露面的方向進行解理，就可以得到{101}或{112}晶面族的晶面。
 　　硫鎵銀晶體是負單軸晶，C軸是它的光軸。若選取AgGaS2晶體的I型相位匹配角　50.5，方位角45為切割角制備光參量振蕩器件，則對于選取的相位匹配角　50.5，是以光軸為軸，基頻光波矢為母線的正圓錐半頂角。再根據(jù)方位角的要求，可以得到器件的通光面。
 　　2.2C軸的確定制作光參量振蕩器件首先要確定晶體的光軸。AgGaS2晶體屬四方晶系的負單軸晶，晶體的主光軸方向與C軸方向平行。晶體的C軸方向垂直于（001）面，只要找到（001）面就可以確定C軸，但（001）晶面間距小，不容易直接解理得到，只能由其他已知晶面結合角度關系來確定。
 　　在晶體上解理出兩個不平行的{101}面，圖2為{101}面的X射線衍射圖譜。根據(jù)四方晶系晶面夾角公式計算出AgGaS2晶體{101}各面所成的夾角。表1為{101}晶面族各晶面相互之間的夾角關系。除去相互平行的晶面，{101}晶面族的8個晶面實際只有4種取向。實際測量解理所得的兩個{101}晶面的夾角約為76.2.這兩個面的面指數(shù)有（101）和（011），（101）和（01-0），（1-01）和（011），（1-01）和（01-1）四種可能的情況。設兩解理面中A面為（101）面，則B面有可能為（011）面或（01-1）面。是AgGaS2晶體（001）面標準極圖。若將A面的法線方向?qū)蔄gGaS2晶體（001）面標準極圖上（101）極點，B面的法線方向?qū)剩?11）極點，可知AgGaS2晶體的（001）面將平行于標準極圖所在平面；而將A面的法線方向?qū)剩?01）極點，B面的法線方向?qū)剩?1-1）極點會得出另一個（001）面方向。討論其他情況會得出相同的結果。這就出現(xiàn)了兩個C軸方向，對AgGaS2晶體而言，C軸具有唯一性，必須排除一種情況。在晶體邊緣垂直于這兩個方向分別磨出兩個小面，通過X射線衍射分析，可以排除一種而唯一確定（001）面。
 　　在兩個互相垂直的方向?qū)δコ龅模?01）晶面進行修正，最終兩個方向與點陣面的偏差都小于0.1，說明已經(jīng)比較準確地確定出（001）面，也就是確定了C軸方向。所得的AgGaS2晶體（001）面的X射線衍射圖譜。
 　　2.3通光面的確定及晶體切割選定相位匹配角　50.5，即所需通光面與（001）面的夾角為50.5.再依據(jù)方位角　45，可加工得到通光面。最終切割出了尺寸約為10mm10mm20mm的OPO器件。
 　　3結果與討論晶體的解理特性與晶體的晶面間距有關，晶面間距越大，面與面之間的原子作用力越小，晶面越容易解理。
 　　2晶體兩個解理面{101}面或{112}面進行定向具有較好的操作性。
 　　將兩個{101}解理面的法線方向分別對準晶體（001）標準極圖上{101}極點，會得到兩個C軸方向，通過X射線衍射分析，可以唯一確定C軸。這種方法操作簡單，易于掌握。對晶面進行精修時，利用X射線衍射法和回擺法可使修定后的（001）面與點陣面的偏差小于0.2，由此確定的C軸比較準確。
 　　4結論根據(jù)兩個不平行的{101}解理面，利用晶面夾角關系和標準極圖確定出AgGaS2晶體的C軸，按照所需的角度切割，制備出AgGaS2晶體OPO器件。利用此方法，成功地對多塊AgGaS2晶體進行定向切割，制備出不同應用方式的AgGaS2晶體非線性光學器件。該定向切割方法精度高，操作簡便，重復性好，可用于AgGaS2晶體以及其他一些具有類似結構晶體的定向切割?！?
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