Διδευτέριο φωσφορικό κάλιο (DKDP) είναι ένα είδος μη γραμμικού οπτικού κρυστάλλου με εξαιρετικές ηλεκτροοπτικές ιδιότητες που αναπτύχθηκε τη δεκαετία του 1940. Χρησιμοποιείται ευρέως στην οπτική παραμετρική ταλάντωση, ηλεκτροοπτική Q- εναλλαγή, ηλεκτροοπτική διαμόρφωση και ούτω καθεξής. DKDP κρύσταλλο έχειδύο φάσεις: μονοκλινική και τετραγωνική φάση. ο χρήσιμος Ο κρύσταλλος DKDP είναι τετραγωνική φάση που ανήκει στο D_2δ-42m ομάδα σημείων και αναγνωριστικό¹²_2δ -42d διαστημική ομάδα. Το DKDP είναι ισόμορφοδομή διόξινο φωσφορικό κάλιο (KDP). Το δευτέριο αντικαθιστά το υδρογόνο στον κρύσταλλο KDP για να εξαλείψει την επίδραση της απορρόφησης του υπέρυθρου που προκαλείται από τη δόνηση του υδρογόνου.DKDP κρύσταλλο με αρουραίος υψηλότερης δευτεροίωσηςio έχει καλύτερα ηλεκτρο-οπτικά ιδιότητες και καλύτερα μη γραμμικές ιδιότητες.

Από τη δεκαετία του 1970, η ανάπτυξη του λέιζερ Iαδρανής Cεγκλεισμός FΗ τεχνολογία χρήσης (ICF) έχει προωθήσει σε μεγάλο βαθμό την ανάπτυξη μιας σειράς φωτοηλεκτρικών κρυστάλλων, ιδιαίτερα των KDP και DKDP. Οπως και ένα ηλεκτροοπτικό και μη γραμμικό οπτικό υλικό χρησιμοποιείται σε ICF, το κρύσταλλο είναι απαιτείται να έχει υψηλή διαπερατότητα σε ζώνες κυμάτων από σχεδόν υπεριώδες έως σχεδόν υπέρυθρο, μεγάλος ηλεκτρο-οπτικός συντελεστής και μη γραμμικός συντελεστής, υψηλό κατώφλι ζημιάς και να είναι ικανός να είναι προετοιμάζωδ σε μεγάλο διάφραγμα και με υψηλής οπτικής ποιότητας. Μέχρι στιγμής, μόνο κρύσταλλοι KDP και DKDP γνώρισε τουςβλ απαιτήσεις.

Το ICF απαιτεί το μέγεθος του DKDP συστατικό να φτάσει τα 400~600 mm. Συνήθως χρειάζονται 1-2 χρόνια για να αναπτυχθείDKDP κρύσταλλο με τόσο μεγάλο μέγεθος με την παραδοσιακή μέθοδο του ψύξη υδατικού διαλύματος, επομένως έχει πραγματοποιηθεί πολλή ερευνητική εργασία για να αποκτώ ταχεία ανάπτυξη των κρυστάλλων DKDP. Το 1982, οι Bespalov et al. μελέτησε την τεχνολογία ταχείας ανάπτυξης του κρυστάλλου DKDP με διατομή 40 mm×40 mm και ο ρυθμός ανάπτυξης έφτασε τα 0,5-1,0 mm/h, που ήταν μια τάξη μεγέθους υψηλότερη από την παραδοσιακή μέθοδο. Το 1987, οι Bespalov et al. μεγάλωσε με επιτυχία κρυστάλλους DKDP υψηλής ποιότητας με μέγεθος 150 mm×150 χλστ×80 χλστ με χρησιμοποιώντας παρόμοια τεχνική ταχείας ανάπτυξης. Το 1990, οι Chernov et al. λήφθηκαν κρύσταλλοι DKDP με μάζα 800 g χρησιμοποιώντας σημείο-μέθοδος σπόρων. Ο ρυθμός αύξησης των κρυστάλλων DKDP σε Z-κατεύθυνση φτάσειd 40-50 χιλ./ημέρα, και αυτές εντός X- και Υ-κατευθύνσεις φτάνουνd 20-25 mm/d. Λόρενς Λίβερμορ Εθνικός Το Εργαστήριο (LLNL) έχει διεξαγάγει πολλές έρευνες σχετικά με την παρασκευή κρυστάλλων KDP μεγάλου μεγέθους και κρυστάλλων DKDP για τις ανάγκες του Ν.εθνικές Εγκατάσταση ανάφλεξης (NIF) των ΗΠΑ. Το 2012,Κινέζοι ερευνητές ανέπτυξαν ένα κρύσταλλο DKDP με μέγεθος 510 mm×390 χλστ×520 χλστ από το οποίο ένα ακατέργαστο στοιχείο DKDP του τύπου II διπλασιασμός συχνότητας με μέγεθος 430 mm ήταν έκανε.

Οι ηλεκτρο-οπτικές εφαρμογές μεταγωγής Q απαιτούν κρυστάλλους DKDP με υψηλή περιεκτικότητα σε δευτέριο. Το 1995, οι Zaitseva et al. αναπτύχθηκαν κρύσταλλοι DKDP με υψηλή περιεκτικότητα σε δευτέριο και ρυθμό ανάπτυξης 10-40 mm/d. Το 1998, οι Zaitseva et al. έλαβε κρυστάλλους DKDP με καλή οπτική ποιότητα, χαμηλή πυκνότητα εξάρθρωσης, υψηλή οπτική ομοιομορφία και υψηλό κατώφλι ζημιάς χρησιμοποιώντας τη μέθοδο συνεχούς φιλτραρίσματος. Το 2006 κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας η μέθοδος φωτόλουτρου για την καλλιέργεια κρυστάλλου DKDP με υψηλή περιεκτικότητα σε δευτερίου. Το 2015, DKDP κρύσταλλα με αρουραίος δευτεροίωσηςio 98% και μέγεθος 100 χλστ×105 χλστ×96 mm αυξήθηκαν με επιτυχία κατά σημείο-σπόρος μέθοδος στο Πανεπιστήμιο Shandong της Κίνας. Thείναι κρύσταλλο δεν έχει ορατό μακρο ελάττωμα, και του η ασυμμετρία του δείκτη διάθλασης είναι μικρότερη από 0,441 ppm. Το 2015, η τεχνολογία ταχείας ανάπτυξηςκρυστάλλου DKDP με δευτεροίωση αρουραίοio του 90% χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά στην Κίνα για την προετοιμασία Q-διακόπτηςυλικό, αποδεικνύοντας ότι η τεχνολογία ταχείας ανάπτυξης μπορεί να εφαρμοστεί για την προετοιμασία ηλεκτρο-οπτικού διακόπτη Q DKDP διαμέτρου 430 mming συστατικό απαιτείται από το ICF.

κρύσταλλος DKDP που αναπτύχθηκε από την WISOPTIC (Δευτέριση > 99%)

Οι κρύσταλλοι DKDP που εκτίθενται στην ατμόσφαιρα για μεγάλο χρονικό διάστημα έχω επιφανειακό παραλήρημα και νεφέλωμαη οποία θα οδηγήσει σε σημαντική μείωση της οπτικής ποιότητας και απώλεια της απόδοσης μετατροπής. Επομένως, είναι απαραίτητο να σφραγίσετε το κρύσταλλο κατά την προετοιμασία του ηλεκτρο-οπτικού διακόπτη Q. Για να μειωθεί η αντανάκλαση του φωτόςεπί το στεγανοποιητικό παράθυροs του διακόπτη Q και στο πολλαπλές επιφάνειες του κρυστάλλου, εγχέεται συχνά υγρό που ταιριάζει με τον δείκτη διάθλασης στο χώρο ανάμεσα στο κρύσταλλο και το παράθυροs. Ακόμη και wχωρίς αντι-ανακλαστική επίστρωση, tαυτός η μετάδοση μπορεί να είναι αυξήθηκε από 92% σε 96%-97% (μήκος κύματος 1064 nm) κατά χρησιμοποιώντας λύση αντιστοίχισης δείκτη διάθλασης. Επιπλέον, η προστατευτική μεμβράνη χρησιμοποιείται επίσης ως μέτρο προστασίας από την υγρασία. Xionget al. παρασκευάστηκε SiO₂ κολλοειδές φιλμ με λειτουργίες του ανθεκτικό στην υγρασία και αντι-αντανακλαστικόεπί. Η μετάδοση έφτασε το 99,7% (μήκος κύματος 794 nm) και το όριο βλάβης λέιζερ έφτασε τα 16,9 J/cm² (μήκος κύματος 1053 nm, πλάτος παλμού 1 ns). Οι Wang Xiaodong et al. προετοιμασμένος α προστατευτική μεμβράνη με χρησιμοποιώντας ρητίνη γυαλιού πολυσιλοξανίου. Το κατώφλι βλάβης λέιζερ έφτασε τα 28 J/cm² (μήκος κύματος 1064 nm, πλάτος παλμού 3 ns) και οι οπτικές ιδιότητες παρέμειναν αρκετά σταθερές στο περιβάλλον με σχετική υγρασία υψηλότερη από 90% για 3 μήνες.

Διαφορετικό από το κρύσταλλο LN, προκειμένου να ξεπεραστεί η επίδραση της φυσικής διπλής διάθλασης, Ο κρύσταλλος DKDP υιοθετεί κυρίως τη διαμήκη διαμόρφωση. Όταν χρησιμοποιείται το ηλεκτρόδιο δακτυλίου, το μήκος του κρυστάλλου στοδέσμη η κατεύθυνση πρέπει να είναι μεγαλύτερη από τον κρύσταλλο’s διάμετρο, έτσι ώστε να λαμβάνεται ομοιόμορφο ηλεκτρικό πεδίο, το οποίο επομένως αυξάνει το απορρόφηση φωτός στο κρύσταλλο και το θερμικό αποτέλεσμα θα οδηγήσει σε εκπόλωση at υψηλή μέση ισχύς.

Σύμφωνα με την απαίτηση της ICF, η τεχνολογία προετοιμασίας, επεξεργασίας και εφαρμογής του κρυστάλλου DKDP αναπτύχθηκε γρήγορα, γεγονός που καθιστά τους ηλεκτρο-οπτικούς διακόπτες Q DKDP να χρησιμοποιούνται ευρέως στη θεραπεία με λέιζερ, την αισθητική λέιζερ, τη χάραξη με λέιζερ, τη σήμανση με λέιζερ, την επιστημονική έρευνα και άλλα πεδία εφαρμογής λέιζερ. Ωστόσο, η λιτότητα, η υψηλή απώλεια εισαγωγής και η ανικανότητα να λειτουργήσει σε χαμηλή θερμοκρασία εξακολουθούν να είναι τα σημεία συμφόρησης που περιορίζουν την ευρεία εφαρμογή των κρυστάλλων DKDP.

Κύτταρο DKDP Pockels κατασκευασμένο από την WISOPTIC