光學級CVD單晶金剛石是通過化學氣相沉積法人工合成的單晶金剛石其光學性能如透光范圍、折射率均勻性、雜質含量與天然金剛石高度相似但在特定波段如紫外和紅外的透過率、缺陷密度及批次一致性方面存在可量化的差異。1. 技術原理與制備差異天然金剛石形成于地幔高溫高壓環境雜質如氮、硼分布不均導致光學性能波動。CVD單晶金剛石在低壓下通過甲烷-氫氣等離子體沉積生長可精確控制摻雜如氮含量100 μm但CVD金剛石在225-250 nm紫外區的透過率約65%略低于天然金剛石約70%因生長過程中殘留的氫相關缺陷吸收。折射率均勻性CVD金剛石折射率波動Δn 2000 W/m·K與天然金剛石相當且尺寸可達10 mm×10 mm天然金剛石通常QCVD單晶金剛石在哪些光學波段性能優于天然金剛石ACVD單晶金剛石在折射率均勻性ΔnQCVD金剛石能否完全替代天然金剛石用于光學窗口A不能完全替代。在需要大尺寸5 mm和高均勻性的場景如高功率激光窗口CVD金剛石是更優選擇但在對紫外透過率要求極高的應用中如深紫外光譜儀天然金剛石仍具優勢。兩者性能互補需根據具體光學指標選擇。參考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. | 行業測試報告Element Six CVD單晶金剛石光學性能數據表2022