Fosfato de potasio dideuterio (DKDP) es un tipo de cristal óptico no lineal con excelentes propiedades electroópticas desarrollado en la década de 1940. Es ampliamente utilizado en oscilación paramétrica óptica, electroóptica Q-traspuesta, modulación electro-óptica y así sucesivamente. El cristal DKDP tienedos fases: fase monoclínica y fase tetragonal. los útil El cristal DKDP es una fase tetragonal que pertenece a D_2d-42m ID y grupo de puntos¹²_2d -42d grupo espacial. DKDP es un isomorfoestructura de dihidrogenofosfato de potasio (KDP). El deuterio reemplaza al hidrógeno en el cristal KDP para eliminar la influencia de la absorción infrarroja causada por la vibración del hidrógeno.Cristal DKDP con rata de deuteración superiorio tiene mejor electro-óptico propiedades y mejor propiedades no lineales.

Desde la década de 1970, el desarrollo del láser Inertial Cperfeccionamiento FLa tecnología usion (ICF) ha promovido en gran medida el desarrollo de una serie de cristales fotoeléctricos, especialmente KDP y DKDP. Como un material óptico electro-óptico y no lineal utilizada en ICF, el cristal es requerido para tener alta transmitancia en bandas de ondas de ultravioleta cercano a infrarrojo cercano, gran coeficiente electroóptico y coeficiente no lineal, alto umbral de daño, y ser capaz de ser preparard en gran apertura y con alta calidad óptica. Hasta ahora, solo cristales KDP y DKDP satisfacer lase requisitos.

ICF requiere el tamaño de DKDP componente para llegar a 400 ~ 600 mm. Por lo general, tarda de 1 a 2 años en crecer.Cristal DKDP con tan grande por el método tradicional de Enfriamiento de solución acuosa, por lo que se ha llevado a cabo una gran cantidad de trabajo de investigación para adquirir crecimiento rápido de cristales de DKDP. En 1982, Bespalov et al. estudió la tecnología de crecimiento rápido del cristal DKDP con una sección transversal de 40 mm×40 mm, y la tasa de crecimiento alcanzó 0.5-1.0 mm / h, que fue un orden de magnitud mayor que el método tradicional. En 1987, Bespalov et al. cultivó con éxito cristales DKDP de alta calidad con tamaño de 150 mm×150 mm×80 mm por utilizando una técnica de crecimiento rápido similar. En 1990, Chernov et al. obtuvo cristales de DKDP con una masa de 800 g usando el punto-método de semillas. La tasa de crecimiento de los cristales de DKDP en Z-alcance de direcciónd 40-50 mm / d, y aquellos en X- y Y-direcciones alcanzard 20-25 mm / d. Lawrence Livermore Nacional El laboratorio (LLNL) ha realizado muchas investigaciones sobre la preparación de cristales KDP de gran tamaño y cristales DKDP para las necesidades de Nacional Instalación de encendido (NIF) de EE. UU.. En 2012,Los investigadores chinos desarrollaron un cristal DKDP con un tamaño de 510 mm×390 milímetros×520 milímetros del cual un componente DKDP sin procesar de tipo II duplicación de frecuencia con un tamaño de 430 mm fue hecha.

Las aplicaciones de conmutación Q electroóptica requieren cristales DKDP con alto contenido de deuterio. En 1995, Zaitseva et al. crecieron cristales de DKDP con alto contenido de deuterio y una tasa de crecimiento de 10-40 mm / d. En 1998, Zaitseva et al. obtuvo cristales de DKDP con buena calidad óptica, baja densidad de dislocación, alta uniformidad óptica y alto umbral de daño mediante el uso del método de filtración continua. En 2006, se patentó el método de fotobaño para el cultivo de cristal DKDP con alto contenido de deuterio. En 2015, cristales DKDP con rata deuterationio de 98% y tamaño de 100 mm×105 mm×96 mm se cultivaron con éxito por punto-semilla método en la Universidad de Shandong de China. Thes El cristal no tiene un macro defecto visible, y su la asimetría del índice de refracción es inferior a 0,441 ppm. En 2015, la tecnología de rápido crecimientode cristal DKDP con rata deuterationio del 90% se utilizó por primera vez en China para preparar Q-cambiaring material, lo que demuestra que la tecnología de crecimiento rápido se puede aplicar para preparar un interruptor Q electroóptico DKDP de 430 mm de diámetroEn g componente requerido por ICF.

Cristal DKDP desarrollado por WISOPTIC (Deuteration> 99%)

Los cristales de DKDP expuestos a la atmósfera durante mucho tiempo tengo delirio superficial y nebulización, lo que conducirá a una reducción significativa en la calidad óptica y pérdida de eficiencia de conversión. Por lo tanto, es necesario sellar el cristal al preparar el Q-switch electroóptico. Para reducir el reflejo de la luz.sobre la ventana de sellados del Q-switch y sobre el múltiples superficies del cristal, a menudo se inyecta líquido de coincidencia de índice de refracción en el espacio entre el cristal y la ventanas. Incluso wsin anti-revestimiento reflectante, tél transmitancia puede ser aumentó de 92% a 96% -97% (longitud de onda 1064 nm) en utilizando Solución de coincidencia de índice de refracción. Además, la película protectora también se utiliza como medida a prueba de humedad. Xionget Alabama. SiO preparado₂ película coloidal con funciones de a prueba de humedad y antirreflejossobre. La transmitancia alcanzó el 99,7% (longitud de onda 794 nm), y el umbral de daño del láser alcanzó 16,9 J / cm² (longitud de onda 1053 nm, ancho de pulso 1 ns). Wang Xiaodong y col. preparó un película protectora por utilizando resina de vidrio de polisiloxano. El umbral de daño del láser alcanzó los 28 J / cm² (longitud de onda 1064 nm, ancho de pulso 3 ns), y las propiedades ópticas se mantuvieron bastante estables en el ambiente con una humedad relativa superior al 90% durante 3 meses.

A diferencia del cristal LN, para superar la influencia de la birrefringencia natural, El cristal DKDP adopta principalmente modulación longitudinal. Cuando se utiliza el electrodo de anillo, la longitud del cristal en elHaz la dirección debe ser mayor que el cristal’s de diámetro, para obtener un campo eléctrico uniforme, que por lo tanto aumenta la absorción de luz en el cristal y el efecto térmico conducirá a la despolarización at alta potencia media.

Bajo la demanda de ICF, la tecnología de preparación, procesamiento y aplicación del cristal DKDP se ha desarrollado rápidamente, lo que hace que los interruptores Q electroópticos DKDP sean ampliamente utilizados en terapia láser, estética láser, grabado láser, marcado láser, investigación científica. y otros campos de aplicación del láser. Sin embargo, la delicuescencia, la alta pérdida de inserción y la incapacidad para trabajar a baja temperatura siguen siendo los cuellos de botella que restringen la amplia aplicación de cristales de DKDP.

Celda de Pockels DKDP fabricada por WISOPTIC