Kaliumdideuteriumphosphat (DKDP) ist eine Art nichtlinearer optischer Kristall mit hervorragenden elektrooptischen Eigenschaften, der in den 1940er Jahren entwickelt wurde. Es ist weit verbreitet in der optisch parametrischen Oszillation, dem elektrooptischen Q-Schalten, elektrooptische Modulation und so weiter. DKDP-Kristall hatzwei Phasen: monokline Phase und tetragonale Phase. Die sinnvoll DKDP-Kristall ist tetragonale Phase, die zu D . gehört_2d-42m Punktgruppe und ID¹²_2d -42d Raumgruppe. DKDP ist ein isomorphesStruktur von Kaliumdihydrogenphosphat (KDP). Deuterium ersetzt Wasserstoff im KDP-Kristall, um den Einfluss der Infrarotabsorption durch Wasserstoffvibration zu beseitigen.DKDP-Kristall mit höhere Deuterationsrateio hat besser elektro-optisch Eigenschaften und besser nichtlineare Eigenschaften.

Seit den 1970er Jahren ist die Entwicklung von Laser Inertial Confinement Fusion (ICF)-Technologie hat die Entwicklung einer Reihe photoelektrischer Kristalle, insbesondere KDP und DKDP, stark gefördert. Wie ein elektrooptisches und nichtlineares optisches Material benutzt in ICF, der Kristall ist hohe Transmission erforderlich in Wellenbändern von Nah-Ultraviolett bis Nah-Infrarot, großer elektrooptischer Koeffizient und nichtlinearer Koeffizient, hohe Schadensschwelle und zu sein fähig zu sein vorbereitend in große Blende und mit hohe optische Qualität. Bisher nur KDP und DKDP Kristalle Triff diese Bedarf.

ICF erfordert die Größe von DKDP Komponente 400~600 mm zu erreichen. Es dauert normalerweise 1 ~ 2 Jahre, um zu wachsenDKDP-Kristall mit so groß nach der traditionellen Methode von wässrige Lösungskühlung, daher wurde viel Forschungsarbeit geleistet, um erwerben schnelles Wachstum von DKDP-Kristallen. 1982 haben Bespalov et al. untersuchte die Schnellwachstumstechnologie von DKDP-Kristallen mit einem Querschnitt von 40 mm×40 mm, und die Wachstumsrate erreichte 0,5-1,0 mm/h, was eine Größenordnung höher war als bei der traditionellen Methode. 1987 haben Bespalov et al. züchtete erfolgreich hochwertige DKDP-Kristalle mit Größe von 150 mm×150 mm×80 mm von mit einer ähnlichen Schnellwachstumstechnik. 1990 haben Chernov et al. erhaltene DKDP-Kristalle mit einer Masse von 800 g unter Verwendung von Punkt-Samen Methode. Die Wachstumsrate von DKDP-Kristallen in Z-Richtung erreichend 40-50 mm/d, und die in X- Andy-Richtungen erreichend 20-25 mm/Tag. Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) hat viel Forschung zur Herstellung von großformatigen KDP-Kristallen und DKDP-Kristallen für die Bedürfnisse der N . durchgeführtnational Zündanlage (NIF) der USA. In 2012,Chinesische Forscher entwickelten ein DKDP-Kristall mit einer Größe von 510 mm×390 mm×520 mm aus der eine rohe DKDP-Komponente vom Typ II Frequenzverdopplung mit größe von 430 mm war gemacht.

Elektrooptische Q-Switching-Anwendungen erfordern DKDP-Kristalle mit hohem Deuteriumgehalt. 1995 haben Zaitseva et al. wuchsen DKDP-Kristalle mit hohem Deuteriumgehalt und einer Wachstumsrate von 10-40 mm/d. 1998 haben Zaitseva et al. erhaltene DKDP-Kristalle mit guter optischer Qualität, geringer Versetzungsdichte, hoher optischer Gleichmäßigkeit und hoher Zerstörschwelle unter Verwendung einer kontinuierlichen Filtrationsmethode. Im Jahr 2006 wurde die Photobadmethode zur Kultivierung von DKDP-Kristallen mit hohem Deuteriumgehalt patentiert. Im Jahr 2015 wurden DKDP-Kristalle mit Deuterationsrateio von 98% und Größe von 100 mm×105 mm×96 mm wurden erfolgreich von point angebaut-Samen Methode an der Universität Shandong von China. NSist Kristall hat keinen sichtbaren Makrofehler und es ist Brechungsindexasymmetrie ist kleiner als 0,441 ppm. Im Jahr 2015 wurde die schnell wachsende Technologievon DKDP-Kristall mit Deuterationsrateio von 90% wurde zum ersten Mal in China zur Zubereitung verwendet Q-SchalterMaterial, was beweist, dass die Schnellwachstumstechnologie zur Herstellung eines elektrooptischen DKDP-Q-Schalters mit einem Durchmesser von 430 mm verwendet werden kanning Komponente von ICF gefordert.

DKDP-Kristall entwickelt von WISOPTIC (Deuteration > 99%)

DKDP-Kristalle, die lange Zeit der Atmosphäre ausgesetzt sind, werden verfügen über Oberflächendelirium und Nebelisierung, die zu einer deutlichen Verschlechterung der optischen Qualität führt und Verlust der Umwandlungseffizienz. Daher ist es notwendig, den Kristall bei der Herstellung des elektrooptischen Güteschalters abzudichten. Um die Lichtreflexion zu reduzierenAn das Dichtungsfensters des Q-Schalters und auf der mehrere Oberflächen des Kristalls, wird häufig eine Flüssigkeit zur Anpassung des Brechungsindex eingespritzt in den raum zwischen Kristall und Fensters. Sogar wirohne Anti-reflektierende Beschichtung, Ter Durchlässigkeit kann sein erhöht von 92% auf 96%-97% (Wellenlänge 1064 nm) um mit Lösung zur Anpassung des Brechungsindex. Darüber hinaus wird eine Schutzfolie auch als feuchtigkeitsbeständige Maßnahme verwendet. Xionget al. präpariertes SiO₂ kolloidaler Film mit Funktionen von feuchtigkeitsbeständig und entspiegeltAn. Die Transmission erreichte 99,7% (Wellenlänge 794 nm) und die Laserschädigungsschwelle erreichte 16,9 J/cm² (Wellenlänge 1053 nm, Pulsbreite 1 ns). Wang Xiaodonget al. vorbereitet Schutzfilm von unter Verwendung von Polysiloxan-Glasharz. Die Laserschadensschwelle erreichte 28 J/cm² (Wellenlänge 1064 nm, Pulsbreite 3 ns) und die optischen Eigenschaften blieben in der Umgebung mit einer relativen Feuchtigkeit von mehr als 90% für 3 Monate ziemlich stabil.

Anders als bei LN-Kristall, um den Einfluss der natürlichen Doppelbrechung zu überwinden, DKDP-Kristall verwendet hauptsächlich Längsmodulation. Bei Verwendung der Ringelektrode ist die Länge des Kristalls imStrahl Richtung muss größer sein als der Kristall’s Durchmesser, um ein gleichmäßiges elektrisches Feld zu erhalten, das deshalb Erhöht die Lichtabsorption im Kristall und der thermische Effekt führt zur Depolarisation at hohe Durchschnittsleistung.

Auf Wunsch von ICF wurde die Herstellungs-, Verarbeitungs- und Anwendungstechnologie des DKDP-Kristalls schnell entwickelt, wodurch die elektrooptischen DKDP-Güteschalter in der Lasertherapie, Laserästhetik, Lasergravur, Lasermarkierung und wissenschaftlichen Forschung weit verbreitet sind und andere Bereiche der Laseranwendung. Zerfließen, hohe Einfügungsdämpfung und die Unfähigkeit, bei niedrigen Temperaturen zu arbeiten, sind jedoch immer noch die Engpässe, die die breite Anwendung von DKDP-Kristallen einschränken.

DKDP Pockelszelle von WISOPTIC