获奖企业：中天科技精密材料有限公司

申报产品

高纯低吸收合成石英材料

主要用途及该产品及服务的时长

主要用途：本产品高纯低吸收合成石英材料，主要应用于制作激光装置用准直镜、聚焦镜、反射镜等光学元件。

产品服务市场：1年

技术参数

产品主要技术指标描述

本产品高纯低吸收合成石英材料，金属杂质含量≤0.1ppm、羟基含量≤1ppm、光学均匀性≤5ppm、应力双折射≤1nm/cm、1064nm弱吸收≤0.5ppm，可满足于4万瓦及以上激光设备的应用需求。

产品特点

高纯低吸收合成石英（SiO2）是一种透明的基础材料，为正四面体结构，具有极佳的光谱特性、优良的耐高温性能，化学稳定性强（除氢氟酸外石英玻璃几乎不与其他酸碱类物质发生化学反应）、热稳定性好，能承受剧烈的温度变化，电绝缘性好（电阻值相当于普通玻璃的一万倍，是极好的电绝缘材料，即使在高温下也具有良好的电绝缘性能），因此被誉为玻璃材料中的“皇冠”。

高纯低吸收合成石英材料是以SiCl4等含硅材料为原料，通过氧化或高温水解反应生成SiO2颗粒。在反应过程中控制分子排布和纯度，制备石英光学元器件产品，具有全光谱透过率高、吸收率低的特性，可满足于全波段激光元器件的应用，其主要特点如下：

1) 较低的吸收：高纯低吸收合成石英材料具有极低的羟基含量和金属杂质含量(羟基含量≤1ppm、金属杂质含量≤0.1ppm)，可以有效避免激光通过时吸收放热，激光强度快速降低、元器件发热变形和光束质量下降，可以有效的保证光路系统的稳定运行；

2) 较低的内部缺陷：高纯低吸收合成石英材料具有极少的宏观缺陷（杂质、气泡等）和微观缺陷（氧空位缺陷、不饱和化学键等），可以有效保证激光设备光路系统的质量；

3) 较好的光学均匀性：高纯低吸收合成石英材料具有较好的光学均匀性，可以保证激光系统通光面具有较低的光程差、折射角以及散射，从而保证装备的精度和激光的强度；

4) 较小的形变：高纯低吸收合成石英材料具有极小应力、较大的弹性模量和强度，这使得石英玻璃元器件在使用过程中的形变量极小，从而保证激光设备光路的稳定；

以上高纯低吸收合成石英材料的优异性能，可广泛应用于高功率激光装置核心元器件的光路准直、聚焦、反射等场合，可保证激光能量、光束质量及精度。

产品创新

1.技术团队

中天科技精密材料有限公司为江苏中天科技股份有限公司全资子公司，国家级高新技术企业，石英材料国家及行业标准主要编制单位。公司拥有专职研发人员58人，其中博士7人，硕士33人，团队入选2013/2016/2017年省“高层次双创人才”计划，2017年省“高层次创新团队”。团队先后承担了国家工业强基项目、国家产业振兴项目、国家智能制造项目、国家火炬计划等9项省部级项目，获得省市级科技奖4项、国家专利奖3项。

2. 技术来源

中天科技精密材料有限公司拥有VAD、OVD等两步法气相沉积技术，通过自主研发，在国内首次构建了SiCl4气相沉积技术平台，已成功开发出大尺寸高纯石英管、光掩膜高纯石英基板等高端石英产品，目前拥有授权专利157件，其中国际发明专利8件，国内发明专利72件。

本产品相关技术成果已获得2022年中国电子学会科技进步二等奖。

3. 产品创新点

本产品围绕高功率激光应用需求，提出了间接法合成技术、原料气体当量控制技术和结构缺陷消除技术等关键技术。

金属杂质含量、羟基含量、均匀性是合成石英材料的关键指标，金属杂质含量越低越有利于实现更高的光学透过，羟基含量越低越有利于耐受更高功率的激光，均匀性越好越有利于实现更精细的光学成像。本技术基于SiO2分子结构与性能影响机理，采用两步法制备技术，实现了高纯度、低羟基、高均匀性等关键指标。第三方权威检测结果表明：金属杂质含量0.09ppm，羟基含量小于1ppm，光学均匀性1.3×10-6。

针对高功率激光系统中石英吸收导致透过率降低和发热等问题，从抑制产生和补偿两个维度解决了石英内部Si-O分子结构缺陷导致光吸收问题。第三方权威测试结果表明：1064nm波长吸收系数达到了0.2ppm。

本产品已成功应用于4万瓦及以上功率激光设备的核心镜等关键元器件。

市场情况

中天科技精密材料有限公司开发的高纯低吸收合成石英材料从产品设计、制备技术、设备开发和产业化技术体系，具有完全自主知识产权，关键技术自主可控。该产品的开发和产业化，攻克了高功率激光用高纯低吸收合成石英材料国产化替代的难题，产品性能国际先进，可以有效保障高功率激光设备对高纯低吸收合成石英材料的需求。

本公司生产的高纯低吸收合成石英材料经验证可完全替代进口产品，满足于高功率激光设备对石英元器件的需求。同时本公司产品生产从原材料到产业化设备均自主可控，能快速、保质、保量供应，保障激光行业的自主发展和产业升级。

本产品经推出后，已服务于国内近百家激光行业单位，尤其在应用于万瓦级的设备上，已得到广大用户的认可，并持续供货，可满足于国内外市场对石英产品的产量需求。2023年3月，中天科技服务品牌被授予首批“江苏省著名品牌”，本产品依托于中天科技产品服务平台，在全国各省均设有服务网点，并在海外设立了56个办事处，可提供优质的产品服务。