光学级CVD单晶金刚石是通过化学气相沉积法人工合成的单晶金刚石其光学性能如透光范围、折射率均匀性、杂质含量与天然金刚石高度相似但在特定波段如紫外和红外的透过率、缺陷密度及批次一致性方面存在可量化的差异。1. 技术原理与制备差异天然金刚石形成于地幔高温高压环境杂质如氮、硼分布不均导致光学性能波动。CVD单晶金刚石在低压下通过甲烷-氢气等离子体沉积生长可精确控制掺杂如氮含量100 μm但CVD金刚石在225-250 nm紫外区的透过率约65%略低于天然金刚石约70%因生长过程中残留的氢相关缺陷吸收。折射率均匀性CVD金刚石折射率波动Δn 2000 W/m·K与天然金刚石相当且尺寸可达10 mm×10 mm天然金刚石通常QCVD单晶金刚石在哪些光学波段性能优于天然金刚石ACVD单晶金刚石在折射率均匀性ΔnQCVD金刚石能否完全替代天然金刚石用于光学窗口A不能完全替代。在需要大尺寸5 mm和高均匀性的场景如高功率激光窗口CVD金刚石是更优选择但在对紫外透过率要求极高的应用中如深紫外光谱仪天然金刚石仍具优势。两者性能互补需根据具体光学指标选择。参考M. Schwander, et al. “Optical properties of single-crystal CVD diamond.” Diamond and Related Materials 97 (2019): 107447. | R. S. Sussmann, et al. “CVD diamond for optical applications.” Diamond and Related Materials 3 (1994): 1173-1178. | 行业测试报告Element Six CVD单晶金刚石光学性能数据表2022
