科创中国
周期极化水热法KTP器件的开发与应用
发布时间: 2023-09-27
基本信息
合作方式：
技术许可
成果类型：
发明专利
行业领域：
高新技术改造传统产业
成果介绍
针对目前我国量子通信技术发展需求，本项目目标是突破量子纠缠源最核心器件——PPKTP的关键制备技术；通过材料-工艺-器件的创新，攻克周期性极化KTP晶体这一卡脖子关键技术瓶颈，形成具有自主知识产权的量产化、低成本、高性能PPKTP器件集成核心技术体系，实现基于水热法PPKTP器件的纠缠源系统的应用验证；打破我国长期依赖进口PPKTP器件的局面，使我国在这一关键材料和器件的国际竞争中赢得战略优势。
成果亮点
（1）矫顽场调控技术的创新
（2）KTP基片筛选方法的创新
（3）水热法KTP晶体用于PPKTP器件新产品研发
团队介绍
中国有色桂林矿产地质研究院有限公司是国际上少数几个掌握体单晶水热法生长核心技术的单位。水热法晶体生长的核心设备为高压釜，其性能优劣直接关系到晶体生长的成败。项目传承四十多年水热生长设备自主设计开发的经验，突破深盲孔加工、高温高压密封等难题，相继开发出可耐受高温高压的内径70mm、90mm和120mm（ϕ120高压釜是目前国内可耐受温度、压力最大的大口径高压釜，见图2）等大型晶体生长用高压釜，继而通过自主研发的具有完全自主知识产权的隔热阻挡层技术、导热限流筒技术和变温差生长技术等配套工艺技术，建立了适合温差水热法大尺寸晶体生长的稳定阶跃型温场，形成了一整套完备的自成体系的水热法晶体生长设备工艺技术，可以为本项目的研究提供源源不断的KTP基片。
成果资料
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”广西科技服务团 (广西壮族自治区科学技术协会) 评价时间：2023-10-20
贺德强
广西大学
教授
综合评价
本项目，以高性能水热法KTP晶体为基材，以KTP晶体的结构调控、物性表征及其器件研究与验证为主链，对材料的光学性能和铁电性能进行调控，开发矫顽场调控新技术、高压电场极化新方法和极化周期微调新手段，实现“从0到1”的关键技术突破，进而研制满足量子通信使用的PPKTP器件，解决我国被国外“卡脖子”的量子光电前沿器件，实现水热法PPKTP器件在国内量子通信领域的应用，推动量子通信核心器件的国产化替代。该成果实现国内PPKTP器件制备技术将实现零的突破，同时促进国内的量子通信工程发展，实现量子通信关键器件国产化，完善国内高端制造器件的供应链。建议进一步推广。
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