Fosfato de dideutério de potássio (DKDP) é um tipo de cristal óptico não linear com excelentes propriedades eletro-ópticas desenvolvido na década de 1940. É amplamente utilizado em oscilação paramétrica ótica, eletro-ótica Q-trocando, modulação eletro-óptica e assim por diante. O cristal DKDP temduas fases: fase monoclínica e fase tetragonal. o útil O cristal DKDP é a fase tetragonal que pertence a D_2d-42m grupo de pontos e ID¹²_2d -42d grupo espacial. DKDP é um isomórficoestrutura de di-hidrogenofosfato de potássio (KDP). O deutério substitui o hidrogênio no cristal KDP para eliminar a influência da absorção infravermelha causada pela vibração do hidrogênio.Cristal DKDP com rato de deuteração mais altaio tem melhor eletro-óptico propriedades e Melhor propriedades não lineares.

Desde 1970, o desenvolvimento do laser Ineutro Confinamento FA tecnologia de usion (ICF) promoveu muito o desenvolvimento de uma série de cristais fotoelétricos, especialmente KDP e DKDP. Como um material óptico eletro-óptico e não linear usado em ICF, o cristal é necessário ter alta transmitância em bandas de ondas a partir de quase ultravioleta a infravermelho próximo, grande coeficiente eletro-óptico e coeficiente não linear, alto limite de dano e ser estar capaz de ser preparard em grande abertura e com alta qualidade ótica. Até agora, apenas cristais KDP e DKDP Conheça ose requisitos.

ICF requer o tamanho de DKDP componente para atingir 400 ~ 600 mm. Geralmente leva 1 ~ 2 anos para crescerCristal DKDP com tamanho tão grande pelo método tradicional do resfriamento de solução aquosa, portanto, muito trabalho de pesquisa foi realizado para adquirir rápido crescimento de cristais DKDP. Em 1982, Bespalov et al. estudou a tecnologia de crescimento rápido do cristal DKDP com uma seção transversal de 40 mm×40 mm, e a taxa de crescimento atingiu 0,5-1,0 mm / h, ordem de magnitude superior ao método tradicional. Em 1987, Bespalov et al. cresceu com sucesso cristais DKDP de alta qualidade com tamanho de 150 mm×150 mm×80 mm por usando uma técnica de crescimento rápido semelhante. Em 1990, Chernov et al. obteve cristais DKDP com massa de 800 g usando ponto-método de sementes. A taxa de crescimento dos cristais DKDP em Z-direção reached 40-50 mm / d, e aqueles em X- e Y-instruções reached 20-25 mm / d. Lawrence Livermore Nacional O Laboratório (LLNL) conduziu muitas pesquisas sobre a preparação de cristais KDP de grande tamanho e cristais DKDP para as necessidades do Nprofissional Instalação de ignição (NIF) dos EUA. Em 2012,Pesquisadores chineses desenvolveram um cristal DKDP com tamanho de 510 mm×390 mm×520 mm a partir do qual um componente DKDP bruto do tipo II duplicação de frequência com tamanho de 430 mm era feito.

As aplicações de comutação Q eletro-óptica requerem cristais DKDP com alto teor de deutério. Em 1995, Zaitseva et al. cresceu cristais DKDP com alto teor de deutério e taxa de crescimento de 10-40 mm / d. Em 1998, Zaitseva et al. obtiveram cristais DKDP com boa qualidade ótica, baixa densidade de deslocamento, alta uniformidade ótica e alto limiar de dano usando o método de filtração contínua. Em 2006, o método photobath para o cultivo de cristal DKDP de alto deutério foi patenteado. Em 2015, os cristais DKDP com rato deuteraçãoio de 98% e tamanho de 100 mm×105 mm×96 mm foram crescidos com sucesso por ponto-semente método na Universidade de Shandong da China. ºé cristal não tem defeito macro visível, e Está assimetria do índice de refração é menor que 0,441 ppm. Em 2015, a tecnologia de rápido crescimentode cristal DKDP com rato de deuteraçãoio de 90% foi usado pela primeira vez na China para preparar Q-trocarmaterial de ingesta, provando que a tecnologia de crescimento rápido pode ser aplicada para preparar Q-switch eletro-óptico DKDP de 430 mm de diâmetroing componente exigido pelo ICF.

Cristal DKDP desenvolvido pela WISOPTIC (Deuteração> 99%)

Cristais DKDP expostos à atmosfera por um longo tempo irão tenho delírio de superfície e nebulização, o que levará a uma redução significativa na qualidade óptica e perda de eficiência de conversão. Portanto, é necessário selar o cristal ao preparar o Q-switch eletro-óptico. A fim de reduzir o reflexo da luzsobre a janela de selagems do Q-switch e no múltiplas superfícies do cristal, o líquido de combinação do índice de refração é frequentemente injetado no espaço entre o cristal e a janelas. Mesmo wsem anti-revestimento reflexivo, tele transmitância pode ser aumentou de 92% para 96% -97% (comprimento de onda 1064 nm) por usando solução de correspondência de índice de refração. Além disso, o filme protetor também é usado como medida à prova de umidade. Xionget al. SiO preparado₂ filme coloidal com funções de à prova de umidade e anti-reflexosobre. A transmitância atingiu 99,7% (comprimento de onda 794 nm), e o limite de dano do laser atingiu 16,9 J / cm² (comprimento de onda 1053 nm, largura de pulso 1 ns). Wang Xiaodong et al. preparou um filme protetor por usando resina de vidro polissiloxano. O limite de dano do laser atingiu 28 J / cm² (comprimento de onda 1064 nm, largura de pulso de 3 ns), e as propriedades ópticas permaneceram bastante estáveis ​​no ambiente com umidade relativa superior a 90% por 3 meses.

Diferente do cristal LN, a fim de superar a influência da birrefringência natural, O cristal DKDP adota principalmente a modulação longitudinal. Quando o eletrodo de anel é usado, o comprimento do cristal nofeixe direção deve ser maior que o cristal’s diâmetro, de modo a obter campo elétrico uniforme, que Portanto aumenta o absorção de luz no cristal e o efeito térmico levará à despolarização at alta potência média.

Sob a demanda da ICF, a tecnologia de preparação, processamento e aplicação do cristal DKDP foi desenvolvida rapidamente, o que torna os Q-switches eletro-ópticos DKDP amplamente utilizados em terapia a laser, estética a laser, gravação a laser, marcação a laser, pesquisa científica e outros campos de aplicação do laser. Porém, deliquescência, alta perda de inserção e incapacidade de trabalhar em baixa temperatura ainda são os gargalos que restringem a ampla aplicação dos cristais DKDP.

Célula DKDP Pockels feita por WISOPTIC