Kemajuan Penelitian Kristal Q-Switched Elektro-Optik – Bagian 3: Kristal DKDP

Kemajuan Penelitian Kristal Q-Switched Elektro-Optik – Bagian 3: Kristal DKDP

Kalium dideuterium fosfat (DKDP) adalah sejenis kristal optik nonlinier dengan sifat elektro-optik yang sangat baik yang dikembangkan pada tahun 1940-an. Ini banyak digunakan dalam osilasi parametrik optik, Q . elektro-optik-beralih, modulasi elektro-optik dan sebagainya. Kristal DKDP memilikidua fase: fase monoklinik dan fase tetragonal. NS berguna Kristal DKDP adalah fase tetragonal yang termasuk dalam D2d-42m grup poin dan ID122d -42d kelompok ruang. DKDP adalah isomorfikstruktur kalium dihidrogen fosfat (KDP). Deuterium menggantikan hidrogen dalam kristal KDP untuk menghilangkan pengaruh penyerapan inframerah yang disebabkan oleh getaran hidrogen.kristal DKDP dengan tikus deuterasi yang lebih tinggisaya punya elektro-optik yang lebih baik properti dan lebih baik sifat nonlinier.

Sejak 1970-an, pengembangan laser Inetral Chukuman mati Fteknologi usion (ICF) telah sangat mendorong pengembangan serangkaian kristal fotolistrik, terutama PPK dan DKDP. Sebagai NS bahan optik elektro-optik dan nonlinier Digunakan dalam ICF, kristal adalah diperlukan untuk memiliki transmitansi yang tinggi dalam pita gelombang dari dekat-ultraviolet ke dekat-inframerah, koefisien elektro-optik besar dan koefisien nonlinier, ambang kerusakan tinggi, dan menjadi mampu untuk mempersiapkanmasuk bukaan besar dan dengan kualitas optik yang tinggi. Sejauh ini, hanya kristal KDP dan DKDP temuise persyaratan.

ICF membutuhkan ukuran DKDP komponen untuk mencapai 400 ~ 600 mm. Biasanya butuh 1 ~ 2 tahun untuk tumbuhkristal DKDP dengan ukuran besar seperti itu dengan cara tradisional dari pendinginan larutan berair, sehingga banyak pekerjaan penelitian telah dilakukan untuk mendapatkan pertumbuhan kristal DKDP yang cepat. Pada tahun 1982, Bespalov dkk. mempelajari teknologi pertumbuhan cepat kristal DKDP dengan penampang 40 mm×40 mm, dan tingkat pertumbuhan mencapai 0,5-1,0 mm/jam, yang merupakan urutan besarnya lebih tinggi daripada metode tradisional. Pada tahun 1987, Bespalov dkk. berhasil menumbuhkan kristal DKDP berkualitas tinggi dengan ukuran 150mm×150 mm×80 mm oleh menggunakan teknik pertumbuhan cepat yang serupa. Pada tahun 1990, Chernov et al. diperoleh kristal DKDP dengan massa 800 g dengan menggunakan titik-metode benih. Laju pertumbuhan kristal DKDP di Z-arah mencapaid 40-50 mm/hari, dan yang di X- dan Y-arah mencapaid 20-25 mm/hari. Lawrence Livermore Nasional Laboratorium (LLNL) telah banyak melakukan penelitian preparasi kristal PPK ukuran besar dan kristal DKDP untuk kebutuhan Nrasional Fasilitas Pengapian (NIF) dari Amerika Serikat. Tahun 2012,Peneliti Tiongkok mengembangkan kristal DKDP dengan ukuran 510 mm×390 mm×520 mm dari mana komponen DKDP mentah tipe II penggandaan frekuensi dengan ukuran 430 mm adalah dibuat.

Aplikasi Q-switching elektro-optik membutuhkan kristal DKDP dengan kandungan deuterium tinggi. Pada tahun 1995, Zaitseva dkk. menumbuhkan kristal DKDP dengan kandungan deuterium tinggi dan laju pertumbuhan 10-40 mm/hari. Pada tahun 1998, Zaitseva dkk. diperoleh kristal DKDP dengan kualitas optik yang baik, kerapatan dislokasi yang rendah, keseragaman optik yang tinggi dan ambang kerusakan yang tinggi dengan menggunakan metode filtrasi kontinyu. Pada tahun 2006, metode photobath untuk budidaya kristal DKDP deuterium tinggi dipatenkan. Pada tahun 2015, kristal DKDP dengan tikus deuterasiio 98% dan ukuran 100 mm×105 mm×96 mm berhasil ditumbuhkan dengan poin-benih metode di Universitas Shandong dari Cina. NSadalah kristal tidak memiliki cacat makro yang terlihat, dan nya asimetri indeks bias kurang dari 0,441 ppm. Pada tahun 2015, teknologi pertumbuhan yang cepatdari kristal DKDP dengan tikus deuterasiio dari 90% digunakan untuk pertama kalinya di Cina untuk mempersiapkan Q-mengalihkanbahan ing, membuktikan bahwa teknologi pertumbuhan cepat dapat diterapkan untuk menyiapkan Q-switch elektro-optik DKDP berdiameter 430 mming komponen dibutuhkan oleh ICF.

DKDP Crystal-WISOPTIC

Kristal DKDP dikembangkan oleh WISOPTIC (Deuteration > 99%)

Kristal DKDP yang terpapar ke atmosfer untuk waktu yang lama akan memiliki delirium permukaan dan nebulisasi, yang akan menyebabkan penurunan kualitas optik yang signifikan dan hilangnya efisiensi konversi. Oleh karena itu, perlu untuk menyegel kristal saat menyiapkan Q-switch elektro-optik. Untuk mengurangi pantulan cahayapada jendela penyegelans dari Q-switch dan di beberapa permukaan kristal, cairan pencocokan indeks bias sering disuntikkan ke luar angkasa antara kristal dan jendelas. Bahkan akutanpa anti-lapisan reflektif, Tdia transmisi dapat meningkat dari 92% menjadi 96%-97% (panjang gelombang 1064 nm) sebesar menggunakan solusi pencocokan indeks bias. Selain itu, film pelindung juga digunakan sebagai alat pengukur kelembaban. Xionget Al. disiapkan SiO2 film koloid dengan fungsi dari kelembaban-bukti dan anti-reflectipada. Transmisi mencapai 99,7% (panjang gelombang 794 nm), dan ambang kerusakan laser mencapai 16,9 J/cm2 (panjang gelombang 1053 nm, lebar pulsa 1 ns). Wang Xiaodong dkk. siap film pelindung oleh menggunakan resin kaca polisiloksan. Ambang kerusakan laser mencapai 28 J/cm2 (panjang gelombang 1064 nm, lebar pulsa 3 ns), dan sifat optik tetap cukup stabil di lingkungan dengan kelembaban relatif lebih tinggi dari 90% selama 3 bulan.

Berbeda dengan kristal LN, untuk mengatasi pengaruh birefringence alami, Kristal DKDP sebagian besar mengadopsi modulasi longitudinal. Ketika elektroda cincin digunakan, panjang kristal dalambalok arah harus lebih besar dari kristals diameter, sehingga diperoleh medan listrik yang seragam, yang karena itu meningkatkan penyerapan cahaya dalam kristal dan efek termal akan menyebabkan depolarisasi at daya rata-rata tinggi.

Di bawah permintaan ICF, teknologi persiapan, pemrosesan, dan penerapan kristal DKDP telah berkembang pesat, yang membuat sakelar Q elektro-optik DKDP digunakan secara luas dalam terapi laser, estetika laser, ukiran laser, penandaan laser, penelitian ilmiah dan bidang aplikasi laser lainnya. Namun, deliquescence, insertion loss yang tinggi dan tidak mampu bekerja pada suhu rendah masih menjadi hambatan yang membatasi aplikasi kristal DKDP secara luas.

DKDP Pockels Cell-WISOPTIC

Sel Kantong DKDP dibuat oleh WISOPTIC


Waktu posting: Okt-03-2021