金刚石在高功率激光窗口、红外光学系统和极端环境光学器件等领域具有广阔的应用前景。然而，在CVD金刚石生长过程中，材料表面常出现颜色较深的暗斑（dark features），制约了高品质光学多晶金刚石的制备。

针对这一共性技术瓶颈，国机金刚石科研团队近期取得重要研究进展。

研究发现，暗斑的产生与金刚石晶体质量、晶粒尺寸均匀性以及是否呈柱状结构生长密切相关。团队将硅片划伤时间由10分钟缩短至1分钟后，成核密度下降，更多晶体呈柱状结构生长，晶粒尺寸一致性与致密性显著改善，从源头抑制了暗斑的形成。同时，团队在生长过程中引入少量氧气进行原位刻蚀。二者相结合，从晶体生长均匀性和非金刚石相控制两个方面改善了材料质量。

通过工艺优化，样品表面的暗斑面积占比由4.44%降低至0.22%，下降约95%，优化后的光学多晶金刚石在10.6 μm波长下透过率达到70.8%，对应吸收系数仅为0.081 cm⁻¹；在1.064 μm波长下透过率达到66.6%，对应吸收系数为0.246 cm⁻¹，表现出优异的光学透过性能。

图1 优化样品的透过率与吸收曲线

该研究系统阐明了光学多晶金刚石暗斑的形成机制，为高品质光学级多晶金刚石窗口材料的制备提供了新的工艺优化思路，也为高功率激光窗口及红外光学器件等应用奠定了材料基础。

作为超硬材料行业“国家队”和产业链“链主”企业，国机金刚石将持续深耕金刚石功能化应用领域，聚焦高功率激光窗口、红外光学系统及极端环境光学器件等战略需求，加快关键核心技术攻关，为培育发展新质生产力、保障国家重点工程和产业链安全贡献金刚石力量。