【摘 要】
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熔石英是高功率激光装置中广泛使用的激光透镜材料。激光诱导损伤是熔石英材料研究中的重要科学问题,激光辐照会导致材料产生激光诱导损伤,使材料的光学透过性能严重下降。酸
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熔石英是高功率激光装置中广泛使用的激光透镜材料。激光诱导损伤是熔石英材料研究中的重要科学问题,激光辐照会导致材料产生激光诱导损伤,使材料的光学透过性能严重下降。酸洗工艺过程中产担的各种粒子基团不可避免的会与熔石英发生作用,形成光吸收中心,影响熔石英器件的性能。熔石英本征点缺陷与杂质粒子对熔石英元器件件性质有着重要的影响。尽管相关研究已经进行了许多年,但这些工作基本都停留在分立研究本征点缺陷与杂质粒子的阶段,还没有一项工作系统性的研究杂质粒子与本征点缺陷作用机制。本文基于熔石英器件处理工艺中的迫切需求,研究本征点缺陷的转换机制与杂质粒子与熔石英各类本征点缺陷的作用机制,并深入研究扩散势垒等性质,对生产工艺中消除杂质粒子的作用存在积极的意义。本文的主要研究内容如下:(1)应用第一性原理的方法,研究两种相似的缺陷结构,POL缺陷与POR-E’缺陷的转化机制。研究两类缺陷的稳定构型。采用GOWO+BSE的方法计算了缺陷的电子结构与光学性质。研究结果不仅给出熔石英过氧类本征点缺陷的转换机制,也解释了为什么实验中很难观测到POL缺陷的光吸收。(2)铵基团是熔石英化学刻蚀引入的主要杂质。应用第一性原理的方法研究铵基团在熔石英中的扩散机制。重点研究铵基团与四类熔石英本征点缺陷(ODC( Ⅰ ),POL,POR-E’,NBOHC-E’)的作用机制,计算相关的能量路径与能量势垒。对各类本征点缺陷的吸附能力做出比较,揭示本征点缺陷是如何影响杂质粒子的扩散行为。
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