生长条件对KDP 晶体激光损伤阈值的影响

研究了各种生长条件对晶体激光损伤阈值的影响, 发现提纯原料用的EDTA对晶体的光损伤阈值没有显著的影响, 溶液陈化能够降低晶体的散射强度,从而使光损伤阈值提高。多磷酸盐阻碍晶体锥面生长, 影响晶体的生长习性, 并降低晶体的激光损伤阈值。     

生长条件对KDP 晶体激光损伤阈值的影响

 研究了各种生长条件对晶体激光损伤阈值的影响, 发现提纯原料用的EDTA对晶体的光损伤阈值没有显著的影响, 溶液陈化能够降低晶体的散射强度,从而使光损伤阈值提高。多磷酸盐阻碍晶体锥面生长, 影响晶体的生长习性, 并降低晶体的激光损伤阈值。     

KDP晶体微纳加工表层杂质对其激光损伤阈值影响的有限元分析

 根据KDP晶体杂质附近的温度场及热应力场理论,分析了微纳加工表层杂质影响下晶体温度场及热应力场的分布情况,发现杂质离子对激光的强吸收作用是造成KDP晶体损伤的主要原因之一,也是影响KDP晶体激光损伤阈值的最主要因素。通过分析还发现杂质半径对晶体的激光损伤阈值也有影响,并得到一个有害的杂质半径,使得杂质吸收能量最多,温度最高。另外杂质种类及杂质含量的不同也会对晶体的激光损伤阈值产生影响。     

热退火对KDP晶体损伤阈值的影响（英）

研究了不同退火温度下磷酸二氢钾（KDP）晶体的透过光谱和损伤阈值的变化。发现热退火对晶体的透过光谱没有影响,退火温度分别为140 ℃和160 ℃时晶体的损伤阈值没有明显变化。但是在150 ℃下,晶体的损伤阈值提高了约1.4倍。实验证明150 ℃下的热退火对提高晶体的损伤阈值效果最好。     

热退火对KDP晶体损伤阈值的影响（英）

研究了不同退火温度下磷酸二氢钾（KDP）晶体的透过光谱和损伤阈值的变化。发现热退火对晶体的透过光谱没有影响,退火温度分别为140 ℃和160 ℃时晶体的损伤阈值没有明显变化。但是在150 ℃下,晶体的损伤阈值提高了约1.4倍。实验证明150 ℃下的热退火对提高晶体的损伤阈值效果最好。     

KDP晶体Sol—Gel膜技术

Sol—Gel法制备的化学膜具有较高的抗激光损伤阈值、很好的增透效果以及大面积成膜均匀性，因此可提高高功率激光器的输出能量，以满足ICF相关实验需要。尤其是针对KDP晶体吸湿性强、对温度变化敏感、易脆裂等苛刻性质，通过化学涂膜的途径解决晶体的防潮和增透问题具有极大的优越性。KDP晶体上涂制常规防潮膜和减反膜的研究已经进行了数年，其研究成果已在“神光”-Ⅱ上得到应用。但是尚有不少技术指标需要改善，包括膜层损伤阈值的提高、膜层的疏水性能、耐擦刮性能、耐环境污染性能以及大尺寸的光学元件的涂膜工程化（包括设备、工艺、涂膜质量的稳定性等）等方面，都需要进一步的研究，以满足“神光”-Ⅲ的工程需求。     

KDP晶体微纳米加工表层缺陷对其激光损伤阈值的影响

使用有限元方法分析了在激光辐照条件下,KDP晶体已加工表面存在的残余内应力、微裂纹及微孔等多种微纳米加工表层缺陷对晶体激光损伤阈值的影响。通过分析发现：KDP晶体微纳米加工表层缺陷的存在,会影响晶体表面的温度场及热应力场的分布,使入射激光的能量积聚在缺陷附近的很小范围内,造成晶体缺陷处产生局部熔融现象,从而使KDP晶体产生损伤,降低KDP晶体的激光损伤阈值。针对微纳米表层的微裂纹进行了损伤阈值测试实验,结果表明微裂纹的存在会降低KDP晶体的激光损伤阈值（约降低3 J/cm2）,实验结果与仿真结果符合得很好。     

KDP晶体微纳米加工表层缺陷对其激光损伤阈值的影响

使用有限元方法分析了在激光辐照条件下,KDP晶体已加工表面存在的残余内应力、微裂纹及微孔等多种微纳米加工表层缺陷对晶体激光损伤阈值的影响。通过分析发现:KDP晶体微纳米加工表层缺陷的存在,会影响晶体表面的温度场及热应力场的分布,使入射激光的能量积聚在缺陷附近的很小范围内,造成晶体缺陷处产生局部熔融现象,从而使KDP晶体产生损伤,降低KDP晶体的激光损伤阈值。针对微纳米表层的微裂纹进行了损伤阈值测试实验,结果表明微裂纹的存在会降低KDP晶体的激光损伤阈值(约降低3J/cm2),实验结果与仿真结果符合得很好。     

KDP晶体的杂质与光学性能分析

测量常规方法与快速方法生长的非线性光学KDP晶体紫外及近红外波段透射光谱性能,并测定了晶体不同生长区域杂质的含量,通过对实验结果的分析比较讨论了影响晶体紫外透过性能的因素;采用多脉冲平均方式测量了不同方法生长晶体在1 064nm及532 nm皮秒激光脉冲作用下的晶体损伤阈值,晶体的体吸收系数与晶体抗损伤能力的对应关系表明晶体内部的杂质与缺陷存在着明显的光吸收, 从而降低了晶体对高能量脉冲的负载能力。     

KDP晶体的杂质与光学性能分析

 测量常规方法与快速方法生长的非线性光学KDP晶体紫外及近红外波段透射光谱性能,并测定了晶体不同生长区域杂质的含量,通过对实验结果的分析比较讨论了影响晶体紫外透过性能的因素;采用多脉冲平均方式测量了不同方法生长晶体在1 064nm及532 nm皮秒激光脉冲作用下的晶体损伤阈值,晶体的体吸收系数与晶体抗损伤能力的对应关系表明晶体内部的杂质与缺陷存在着明显的光吸收, 从而降低了晶体对高能量脉冲的负载能力。     

Effect of structural parameters of Gaussian repaired pit on light intensity distribution inside KH_2PO_4 crystal

KH2PO4 （KDP） crystal with excellent optical properties is a very important element of inertial confinement fusion （ICF） device. However, KDP crystal surface micro-defects severely reduce the crystal laser damage threshold, affecting the crystal service life. In this paper, Gaussian repaired pit is used to replace the crystal surface micro-defects, in order to improve the laser damage resistance of the KDP crystal with surface micro-defects. At first, the physical model of Gaussian repaired pit is built by Fourier model method, and the accuracy of the method is analyzed. It is found that the calculation error can be reduced by increasing the product of the width-period ratio and the truncation constant of the repaired pit. The calculation results about the physical model of Gaussian repaired pit show that the light intensity distribution within the crystal is symmetrical, and there are evidently enhanced light intensity regions in the crystal. Meanwhile, the maximum relative intensity inside the KDP crystal decreases gradually with the increase of the width of the Gaussian repaired pit. Secondly, the Gaussian repaired pits with different widths and the same depth of 20 μm are processed by micro-milling. Their surfaces are very smooth and present the ductile cutting state under the microscope. Finally, the laser damage threshold of the Gaussian repaired pits on the surface of the KDP crystal sample is measured by a 3 ω, 6-ns laser. The results showthat the maximum threshold of the Gaussian repaired pits is 3.12 J/cm2, which is 60% higher than the threshold of initial damage point, and the laser damage threshold increases with the increase of the width of the Gaussian repaired pit.     

夹持方式对KDP晶体三倍频转换效率的影响

 针对压条固定方式、粘胶固定方式和全外围夹持方式进行理论建模和数值计算分析,并讨论了不同夹持方式的优缺点及其对KDP晶体面形和三倍频转换效率的影响。研究结果表明：晶体面形形变对高斯光束三倍频转换效率的影响明显小于平面波时的情况。当入射基频光光强为6 GW·cm^-2时,对于平面波的情况,压条固定方式、粘胶固定方式和全外围夹持方式3种夹持方式相对于不考虑夹持作用时的三倍频转换效率分别减小7.5%,9.0%和7.2%;对于高斯光束的情况,三倍频转换效率分别减小了1.3%,1.0%和1.5%。     

偏磷酸盐掺杂对KDP晶体生长与光学性能的影响

研究了KDP晶体中散射颗粒形成的一种机理。掺杂微量偏磷酸盐即可使KDP晶体中出现散射颗粒，随着掺杂浓度提高，散射颗粒密度增大。散射颗粒形成的原因在于偏磷酸根具有PO4四面体端基，在晶体生长时容易被生长晶面吸附进入晶格。偏磷酸盐掺杂影响了晶体的光学性能，晶体的光损伤阈值也明显地爱到掺杂的影响。     

光源线度对双缝干涉光强分布的影响

利用菲涅耳原理讨论了光源线度对双缝干涉光强分布的影响，并得了一般性的结论。     

杂质对KDP晶体光学质量的影响

 研究了几类可能出现在KDP晶体的生长溶液中的有机物杂质和无机阴离子杂质基团对KDP晶体散射、透过率、光损伤阈值等光学质量的影响，结果表明，不同种类的杂质的影响并不相同，造成这一结果的根本原因在于杂质离子的结构及其与晶体表面原子成键能力的不同。     

硫酸盐对KDP晶体质量的影响

 利用“点籽晶”快速生长技术生长了掺杂硫酸钾（K₂SO₄）的磷酸二氢钾（KDP）晶体,并对硫酸根类杂质离子对晶体的结构及光学质量的影响进行了研究。结果表明：在掺杂相对含量为50×10^-6条件下,K₂SO₄开始对KDP晶体产生一定影响,主要表现在不同扇形区域的结构略有改变,其原因主要在于硫酸根与KDP晶体各扇形结构有关;杂质粒子对晶体透过率、单轴性没有明显影响,但是热膨胀系数增大,光损伤阈值略有降低。     

pH值对KDP晶体中散射颗粒的影响

 探讨了不同pH值对KDP晶体散射颗粒的影响。结果表明，不同pH值生长条件下生长的KDP晶体中散射颗粒的尺寸、密度呈现明显差异，pH值为5.5条件下KDP晶体中散射颗粒尺寸明显变大，分布稀疏；pH值为2.0时，散射颗粒密度高，尺寸小。其原因在于形成散射的杂质颗粒的存在形式不同。     

KDP晶体金刚石车削参数对晶体雾化的影响

安装在高功率激光系统中的KDP晶体,其表面质量是一个很重要的问题。单点金刚石车削是唯一获得透射波前误差和激光损伤阈值的方法,尤其是在紫外UV波段。KDP晶体表面雾化与金刚石车削参数有关。研究金刚石车削参数主要是为了提高KDP晶体的频率转化效率。研究结果表明,在金刚石切削中使用一种纯净的切削油和适宜的加工参数能大大地减少晶体表面的雾化。     

KDP晶体拉曼散射角度特性

利用群理论详细分析了磷酸二氢钾(KDP)晶体的拉曼振动模式,得出了其拉曼振动模的归类?并采用拉曼光谱仪测量了Z切退火KDP晶体X(ZZ)X,Z(XY)Z和Y(XY)X三种散射配置和未退火KDP晶体Z(XY)Z配置下的拉曼光谱?根据拉曼选择定则得出X(ZZ)X,Z(XY)Z和Y(XY)X散射配置下的拉曼峰分别对应A1,B2(LO)?B2(TO)对称类振动模,但在Z(XY)Z配置下的拉曼光谱中除了B2模,还观察到了A1模,而在Y(XY)X配置下的拉曼光谱中只有B2模,且退火和未退火晶体Z(XY)Z配置下的拉曼光谱无明显差别,此结果表明KDP晶体的对称性降低,在背向散射时A1模也具有角度特性,但与晶体的内应力无关,这是由KDP晶体内部结构决定的?