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。     

氘含量对DKDP晶体横向受激拉曼散射增益系数的影响

本文测量了不同氘含量K(H_1-xD_x)₂PO₄晶体(DKDP晶体)在Z(XX)Y散射配置下的自发拉曼散射光谱, 并详细分析了氘含量对与横向受激拉曼散射(TSRS)增益系数有关的拉曼频移、半峰宽和散射强度的影响. 然后通过与去离子水拉曼散射对比得出了不同氘含量DKDP晶体的TSRS增益系数. 结果表明随着氘含量的增加DKDP晶体的TSRS增益系数先减小至KDP晶体的40.1%, 后增大至68.9%; 本文认为掺氘后拉曼半峰宽的变化是引起TSRS增益系数随氘含量变化的主要原因.     

-1不同温度生长DKDP晶体的性质

用点籽晶快速生长法在不同温度区间生长了四块氘含量60% DKDP晶体,观察了不同温度下晶体生长过程,同时测量了晶体的透过光谱、摇摆曲线和1053 nm激光损伤阈值。结果表明,在高温区间晶体生长外形优于低温生长的晶体。不同温区晶体的透过光谱并无明显变化,但是随着生长温度的降低,晶体的结构完整性变差,1053 nm激光损伤阈值降低。     

KDP晶体受激拉曼散射特性

详细比较了磷酸二氢钾(KDP)晶体的自发拉曼散射和受激拉曼散射光谱,在受激拉曼散射(SRS)中观察到了自发拉曼散射中最强的振动模的三阶Stokes光(559.43,589.74,623.50nm),由于其他振动模的受激拉曼散射增益系数较小,其SRS光谱未观察到。另外,比较了传统生长的未退火和退火后的KDP晶体及快速生长的锥区和柱区KDP晶体的受激拉曼散射增益系数,结果表明生长方法和热退火对KDP晶体的受激拉曼散射增益系数无明显影响。     

Ni2+对KDP晶体生长及缺陷影响的研究

采用传统降温方法生长了不同Ni2+掺杂浓度的KDP晶体.实验发现当Ni2+掺杂浓度小于1000 ppm时溶液的稳定性随着掺杂浓度的增加而提高,大于1000 ppm时溶液的稳定性开始下降,但仍高于纯态溶液的稳定性;随着Ni2+浓度的增加KDP晶体柱面的生长死区增加,柱面的生长速度略有下降,但在生长过程中没有观察到晶体的楔化;KDP晶体的XRD分析及缺陷的研究表明Ni2+对晶体的结构影响不明显,但晶体中的缺陷和内应力增加.     

One-on-One and R-on-One Tests on KDP and DKDP Crystals with Different Orientations

By testing a substantial number of tripler and z-cut KDP and DKDP crystals, we have observed that at 355nm, the laser induced damage threshold in the R-on-one test is higher than that in the one-on-one test. It is proved that laser conditioning is an efficient way to improve the damage resistance. The efficiency of laser conditioning becomes increasingly good with smaller ramping fluence steps. We have also found that the damage resistance of the z-cut crystal is higher than the triplet cut, and the pinpoint number is definitely less in the z-cut crystal. The reason for these observations is discussed.     

不同原料DKDP晶体的生长和损伤阈值

 采用传统降温法,利用不同原料从氘化程度为85%的溶液生长了四方相磷酸二氘钾(DKDP)晶体,并选取部分样品进行三倍频光损伤阈值测试。实验结果表明：不同纯度原料对DKDP晶体的损伤阈值以及DKDP晶体的生长溶液稳定性的影响效果相反,即由于原料中杂质金属离子含量的差别,高纯原料生长的晶体较一般原料生长的晶体损伤阈值可提高1.5倍,但其生长溶液的稳定性比一般原料低。     

用第一性原理研究K空位对KDP晶体激光损伤的影响

 用基于密度泛函理论及超软赝势的第一性原理研究了KH­­­₂PO₄(KDP)晶体中K空位的电子结构、形成能及驰豫构型。讨论了K空位形成后电荷密度的重新分布、相应的电子态密度和能带结构等性质。计算得到中性K空位的形成能为6.5 eV, 远小于间隙K原子点缺陷形成能13.07 eV。K空位的存在使晶胞体积增大, 分别沿结晶学轴a方向增大近0.8%, b方向增大近0.87%, c方向增大近1.2%，同时使与之配位的8个氧原子发生较大位移，使这8个氧形成的空腔体积增大近3.2%。空腔体积的增大不仅促进了各种点缺陷的扩散迁移，而且有利于其它杂质原子的填隙。K原子迁移率的增大会引起离子电导率的增大，因而会降低KDP的激光损伤阈值，因此从这个方面讲，K空位的存在是不利的。但是如果能从实验上（如热退火）利用K空位所造成的扩散通道排出或改善缺陷结构，则可提高KDP晶体的光学质量。     

KDP(KD*P)晶体结构研究进展

本文回顾了70多年来人们对KDP(KD*P)晶体结构的研究成果,尤其对近年来在晶体表面界面结构、氢键结构等方面所取得的重大突破进行了综述,并力图强调晶体性能对结构的依赖关系.KDP晶体的表面及界面结构对于晶体的生长及缺陷的形成具有重要影响.表面X射线衍射研究结果表明:水溶液中的KDP晶体表面上有四层特殊结构的水分子层,前两层水分子象冰层一样牢固地结合在晶体表面上,后两层相对弥散.     

点籽晶法快速生长中等口径KDP单晶及其性能表征

本文使用德国MERCK公司生产的KDP原料和自行研制的晶体快速生长装置,采用"点籽晶"快速生长法成功生长出了150 mm级中等口径的KDP单晶,晶体生长速度达到20 mm/d.晶体生长过程中,生长溶液稳定,没有杂晶出现,生长的晶体完好且透明.X射线粉末衍射和摇摆曲线分析表明晶体有着较好的结构完整性;同时,测试了晶体的透过光谱和光损伤阈值,发现快速生长的晶体有着较好的光学性能.