Potassio dideuterio fosfato (DKDP) è un tipo di cristallo ottico non lineare con eccellenti proprietà elettro-ottiche sviluppato negli anni '40. È ampiamente usato nell'oscillazione parametrica ottica, elettro-ottica Q-commutazione, modulazione elettro-ottica e così via. Il cristallo DKDP hadue fasi: fase monoclina e fase tetragonale. Il utile Il cristallo DKDP è una fase tetragonale che appartiene a D_2d-42m gruppo di punti e ID¹²_2d -42d gruppo spaziale. DKDP è un isomorfostruttura di diidrogeno fosfato di potassio (KDP). Il deuterio sostituisce l'idrogeno nel cristallo KDP per eliminare l'influenza dell'assorbimento a infrarossi causato dalle vibrazioni dell'idrogeno.Cristallo DKDP con ratto di deuterazione più altoio ha migliore elettro-ottico proprietà e meglio proprietà non lineari.

Dagli anni '70, lo sviluppo del laser Inerziale Cinfinamento FLa tecnologia usion (ICF) ha notevolmente promosso lo sviluppo di una serie di cristalli fotoelettrici, in particolare KDP e DKDP. Come un materiale ottico elettro-ottico e non lineare usato in ICF, il cristallo è richiesto per avere un'elevata trasmittanza nelle bande d'onda a partire dal dal vicino ultravioletto al vicino infrarosso, coefficiente elettro-ottico elevato e coefficiente non lineare, soglia di danno elevata e essere capace di essere preparared in grande apertura e con alta qualità ottica. Finora, solo cristalli KDP e DKDP incontra ilsi requisiti.

ICF richiede la dimensione di DKDP componente per raggiungere 400~600 mm. Di solito ci vogliono 1~2 anni per crescereCristallo DKDP con dimensioni così grandi con il metodo tradizionale di raffreddamento della soluzione acquosa, quindi è stato svolto un grande lavoro di ricerca per acquisire rapida crescita dei cristalli DKDP. Nel 1982 Bespalov et al. ha studiato la tecnologia di crescita rapida del cristallo DKDP con una sezione trasversale di 40 mm×40 mm e il tasso di crescita ha raggiunto 0,5-1,0 mm/h, un ordine di grandezza superiore rispetto al metodo tradizionale. Nel 1987, Bespalov et al. sono cresciuti con successo cristalli DKDP di alta qualità con dimensione di 150 mm×150 mm×80 mm di utilizzando una tecnica di crescita rapida simile. Nel 1990 Cernov et al. cristalli DKDP ottenuti con massa di 800 g utilizzando point-metodo del seme. Il tasso di crescita dei cristalli DKDP in Z-direzione raggiuntad 40-50 mm/d, e quelli in X- e sì-indicazioni raggiungered 20-25 mm/d. Lawrence Livermore Nazionale Laboratorio (LLNL) ha condotto molte ricerche sulla preparazione di cristalli KDP di grandi dimensioni e cristalli DKDP per le esigenze del Nazionale Impianto di accensione (NIF) degli USA. Nel 2012,I ricercatori cinesi hanno sviluppato un cristallo DKDP con dimensione di 510 mm×390 mm×520 mm da cui un componente DKDP grezzo di tipo II raddoppio di frequenza con dimensione di 430 mm era fatto.

Le applicazioni di Q-switching elettro-ottico richiedono cristalli DKDP con un alto contenuto di deuterio. Nel 1995 Zaitseva et al. sono cresciuti cristalli DKDP con alto contenuto di deuterio e tasso di crescita di 10-40 mm/giorno. Nel 1998 Zaitseva et al. cristalli DKDP ottenuti con buona qualità ottica, bassa densità di dislocazione, elevata uniformità ottica e alta soglia di danno utilizzando il metodo di filtrazione continua. Nel 2006 è stato brevettato il metodo del bagno fotografico per la coltivazione di cristalli DKDP ad alto contenuto di deuterio. Nel 2015, cristalli DKDP con ratto di deuterazioneio del 98% e dimensione di 100 mm×105 mm×96 mm sono stati cresciuti con successo per punto-seme metodo nell'Università di Shandong della Cina. nsè il cristallo non ha macro difetti visibili e suo l'asimmetria dell'indice di rifrazione è inferiore a 0,441 ppm. Nel 2015, la tecnologia in rapida crescitadi cristallo DKDP con ratto di deuterazioneio del 90% è stato utilizzato per la prima volta in Cina per preparare Q-interruttoremateriale di ing, dimostrando che la tecnologia a crescita rapida può essere applicata per preparare Q-switch elettro-ottico DKDP da 430 mm di diametrons componente richiesto dall'ICF.

Cristallo DKDP sviluppato da WISOPTIC (deuterazione > 99%)

I cristalli DKDP esposti all'atmosfera per lungo tempo lo faranno avere delirio superficiale e nebulosaizzazione, che porterà a una significativa riduzione della qualità ottica e perdita di efficienza di conversione. Pertanto, è necessario sigillare il cristallo durante la preparazione del Q-switch elettro-ottico. Per ridurre il riflesso della luceSu la finestra di tenutas dell'interruttore Q e sul più superfici del cristallo, spesso viene iniettato liquido corrispondente all'indice di rifrazione nello spazio tra il cristallo e la finestras. anche wsenza anti-rivestimento riflettente, Tlui trasmittanza può essere aumentato dal 92% al 96%-97% (lunghezza d'onda 1064 nm) di usando soluzione di corrispondenza dell'indice di rifrazione. Inoltre, la pellicola protettiva viene utilizzata anche come misura a prova di umidità. Xionget al. SiO . preparato₂ pellicola colloidale insieme a funzioni di a prova di umidità e antiriflessoSu. La trasmittanza ha raggiunto il 99,7% (lunghezza d'onda 794 nm) e la soglia del danno laser ha raggiunto 16,9 J/cm² (lunghezza d'onda 1053 nm, larghezza di impulso 1 ns). Wang Xiaodong et al. preparato a pellicola protettiva di utilizzando resina di vetro polisilossano. La soglia del danno laser ha raggiunto 28 J/cm² (lunghezza d'onda 1064 nm, larghezza d'impulso 3 ns) e le proprietà ottiche sono rimaste abbastanza stabili nell'ambiente con umidità relativa superiore al 90% per 3 mesi.

Diverso dal cristallo LN, per superare l'influenza della birifrangenza naturale, Il cristallo DKDP adotta principalmente la modulazione longitudinale. Quando si utilizza l'elettrodo ad anello, la lunghezza del cristallo neltrave la direzione deve essere maggiore del cristallo’s diametro, in modo da ottenere un campo elettrico uniforme, che perciò aumenta il assorbimento della luce nel cristallo e l'effetto termico porterà alla depolarizzazione at potenza media elevata.

Sotto la richiesta di ICF, la tecnologia di preparazione, elaborazione e applicazione del cristallo DKDP è stata sviluppata rapidamente, il che rende gli interruttori Q elettro-ottici DKDP ampiamente utilizzati nella terapia laser, nell'estetica laser, nell'incisione laser, nella marcatura laser, nella ricerca scientifica e altri campi di applicazione del laser. Tuttavia, la deliquescenza, l'elevata perdita di inserzione e l'incapacità di lavorare a bassa temperatura sono ancora i colli di bottiglia che limitano l'ampia applicazione dei cristalli DKDP.

Cella di Pockels DKDP prodotta da WISOPTIC