電気光学Qスイッチ結晶の研究の進歩–パート3:DKDP結晶

電気光学Qスイッチ結晶の研究の進歩–パート3:DKDP結晶

リン酸ジデューテリウムカリウム (DKDP) は、1940年代に開発された優れた電気光学特性を備えた一種の非線形光学結晶です。光パラメトリック発振、電気光学Qで広く使用されています-スイッチング、電気光学変調など。DKDPクリスタルは2つのフェーズ: 単斜晶相と正方晶相。NS 使える DKDP結晶はDに属する正方晶相です2d-42m ポイントグループとID122d -42d 空間群。DKDPは同型です構造 リン酸二水素カリウム(KDP)の。重水素はKDP結晶の水素に置き換わり、水素振動による赤外線吸収の影響を排除します。DKDPクリスタル 高重水素化ラットioは持っています より良い電気光学 プロパティ より良い 非線形特性。

1970年代以降、レーザーの開発 Inertial C精錬 Fusion(ICF)テクノロジーは、一連の光電結晶、特にKDPとDKDPの開発を大いに促進してきました。NS NS 電気光学および非線形光学材料 で使われる ICF、クリスタル  高い透過率が必要 波帯で から 近紫外線から近赤外線、大きな電気光学係数と非線形係数、高い損傷しきい値、および することが することができる 準備d in 大口径 高光学品質。これまでのところ、KDPとDKDPクリスタルのみ 会うse 要件。

ICFにはDKDPのサイズが必要です 成分 400〜600mmに到達します。成長するのに通常1〜2年かかりますDKDPクリスタル こんなに大きいサイズ 伝統的な方法で 水溶液冷却のため、多くの研究が行われています 取得 DKDP結晶の急速な成長。1982年に、Bespalov等。断面40mmのDKDP結晶の急速成長技術を研究×40 mmで、成長速度は0.5〜1.0 mm / hに達しました。これは、従来の方法よりも1桁高い値です。1987年に、Bespalov等。高品質のDKDP結晶の成長に成功 150mmのサイズ×150mm×80mm 同様の急速な成長技術を使用します。1990年に、Chernov等。ポイントを用いて質量800gのDKDP結晶が得られた-シード法。におけるDKDP結晶の成長速度 Z-方向リーチd 40〜50 mm / d、および X- とY-方向 リーチd 20〜25mm /日。ローレンスリバモア 全国 研究所(LLNL)は、Nのニーズに合わせて大型のKDP結晶とDKDP結晶の調製について多くの研究を行ってきました。ナショナル 点火設備(NIF) アメリカの。2012年、中国の研究者が開発した サイズ510mmのDKDPクリスタル×390 mm×520 mm そこからタイプの生のDKDPコンポーネント II 周波数倍増 サイズ430mmで 作る.

電気光学Qスイッチングアプリケーションには、重水素含有量の高いDKDP結晶が必要です。1995年に、Zaitseva等。重水素含有量が高く、成長速度が10〜40 mm / dのDKDP結晶を成長させました。1998年に、Zaitseva等。連続ろ過法を用いて、良好な光学品質、低転位密度、高光学均一性、高損傷閾値を備えたDKDP結晶が得られました。2006年に、高重水素DKDP結晶を培養するための光浴法が特許を取得しました。2015年、DKDPクリスタル 重水素化ラットio 98%のサイズと100mmのサイズ×105mm×96mmはポイントでうまく成長しました-シード 山東大学の方法 中国の。NS 結晶には目に見えるマクロ欠陥はなく、 これは 屈折率の非対称性は0.441未満です ppm。2015年、急成長テクノロジーDKDPクリスタルの 重水素化ラットとio 90%の 準備のために中国で初めて使用されました NS-スイッチ材料、高速成長技術を適用して、直径430mmのDKDP電気光学Qスイッチを作成できることを証明します。NS 成分 ICFが要求します。

DKDP Crystal-WISOPTIC

WISOPTICによって開発されたDKDPクリスタル(重水素化> 99%)

大気に長時間さらされたDKDP結晶は 持ってる 表面せん妄と 星雲光学品質の大幅な低下につながる化 変換効率の低下。したがって、電気光学Qスイッチを準備する際には、水晶をシールする必要があります。光の反射を減らすためにオン シーリングウィンドウs Qスイッチの 結晶の複数の表面、屈折率整合液がしばしば注入されます 宇宙に クリスタルと窓の間s. でもwない アンチ-反射防止コーティング、 NS透過率 することができます 92%から96%-97%(波長1064 nm)に増加 を使用して 屈折率マッチングソリューション。また、防湿対策として保護フィルムも使用しています。Xionget al。準備されたSiO2 コロイドフィルム  の機能 防湿・反射防止オン。透過率は99.7%に達しました (波長794 nm)、レーザー損傷しきい値は16.9 J / cmに達しました2 (波長1053 nm、パルス幅1 ns)。王暁東他 準備しました 保護フィルム ポリシロキサンガラス樹脂を使用。レーザー損傷しきい値は28J / cmに達しました2 (波長1064 nm、パルス幅3 ns)、および光学特性は、相対湿度が90%を超える環境で3か月間かなり安定したままでした。

LN結晶とは異なり、自然複屈折の影響を克服するために、 DKDP水晶は主に縦変調を採用しています。リング電極を使用する場合、結晶の長さはビーム 方向は結晶より大きくなければなりませんs 均一な電界を得るための直径、 したがって 増加します 光吸収 クリスタルと 熱効果は脱分極につながります at高い平均電力.

ICFの要求の下で、DKDP結晶の準備、処理、および適用技術が急速に開発され、DKDP電気光学Qスイッチがレーザー治療、レーザー美学、レーザー彫刻、レーザーマーキング、科学研究で広く使用されるようになりました。およびその他のレーザー応用分野。ただし、潮解性、高い挿入損失、および低温での動作不能は、DKDP結晶の幅広い用途を制限するボトルネックです。

DKDP Pockels Cell-WISOPTIC

WISOPTIC製のDKDPポッケルスセル


投稿時間:10月3日-2021年