Elektrooptisko Q-slēdžu kristālu izpētes gaita — 3. daļa: DKDP kristāls

Elektrooptisko Q-slēdžu kristālu izpētes gaita — 3. daļa: DKDP kristāls

Kālija dideitērija fosfāts (DKDP) ir sava veida nelineārs optiskais kristāls ar izcilām elektrooptiskām īpašībām, kas izstrādāts 1940. gados. To plaši izmanto optiskajā parametriskajā svārstībā, elektrooptiskajā Q- pārslēgšana, elektrooptiskā modulācija un tā tālāk. DKDP kristālam irdivas fāzes: monoklīniskā fāze un tetragonālā fāze. The noderīga DKDP kristāls ir tetragonāla fāze, kas pieder pie D2d-42m punktu grupa un ID122d -42d kosmosa grupa. DKDP ir izomorfsstruktūra kālija dihidrogēnfosfāts (KDP). Deitērijs aizvieto ūdeņradi KDP kristālā, lai novērstu ūdeņraža vibrācijas izraisīto infrasarkano staru absorbcijas ietekmi.DKDP kristāls ar augstāka deutērija žurkaio ir labāka elektrooptiskā īpašības un labāk nelineāras īpašības.

Kopš 1970. gadiem lāzera attīstība Inertiāls Cieslodzījums Fusion (ICF) tehnoloģija ir ievērojami veicinājusi fotoelektrisko kristālu sērijas, īpaši KDP un DKDP, attīstību. Kā an elektrooptiskais un nelineārs optiskais materiāls izmantots ICF, kristāls ir nepieciešama augsta caurlaidība viļņu joslās no no gandrīz ultravioletā līdz gandrīz infrasarkanajam staram, liels elektrooptiskais koeficients un nelineārais koeficients, augsts bojājuma slieksnis un būt spējīgs būt sagatavotiesd in liela apertūra un ar augsta optiskā kvalitāte. Pagaidām tikai KDP un DKDP kristāli Satiecse prasībām.

ICF ir nepieciešams DKDP lielums komponents lai sasniegtu 400–600 mm. Parasti tas aug 1-2 gadusDKDP kristāls ar tik liels izmērs pēc tradicionālās metodes no ūdens šķīduma dzesēšana, tāpēc ir veikts liels pētnieciskais darbs iegūt strauja DKDP kristālu augšana. 1982. gadā Bespalovs u.c. pētīja DKDP kristāla ar 40 mm šķērsgriezumu straujas augšanas tehnoloģiju×40 mm, un augšanas ātrums sasniedza 0,5-1,0 mm/h, kas bija par kārtu augstāks nekā tradicionālā metode. 1987. gadā Bespalovs u.c. veiksmīgi audzēja augstas kvalitātes DKDP kristālus ar izmērs 150 mm×150 mm×80 mm autors izmantojot līdzīgu straujas augšanas paņēmienu. 1990. gadā Černovs u.c. izmantojot punktu, iegūti DKDP kristāli ar masu 800 g-sēklu metode. DKDP kristālu augšanas ātrums iekšā Z-virziens sasniegtd 40-50 mm/d, un tiem, kas atrodas X- un Y-norādes sasniegtd 20-25 mm/d. Lorenss Livermors Valsts Laboratorija (LLNL) ir veikusi daudzus pētījumus par lielizmēra KDP kristālu un DKDP kristālu sagatavošanu N vajadzībām.nacionālais Aizdedzes iekārta (NIF) ASV. 2012. gadāĶīniešu pētnieki izstrādāja DKDP kristāls ar izmēru 510 mm×390 mm×520 mm no kura neapstrādāta DKDP tipa komponente II frekvences dubultošanās ar izmēru 430 mm bija izgatavots.

Elektrooptiskām Q pārslēgšanas lietojumprogrammām ir nepieciešami DKDP kristāli ar augstu deitērija saturu. 1995. gadā Zaiceva u.c. audzēja DKDP kristālus ar augstu deitērija saturu un augšanas ātrumu 10-40 mm/d. 1998. gadā Zaiceva u.c. iegūti DKDP kristāli ar labu optisko kvalitāti, zemu dislokācijas blīvumu, augstu optisko viendabīgumu un augstu bojājuma slieksni, izmantojot nepārtrauktas filtrēšanas metodi. 2006. gadā tika patentēta fotovannas metode augsta deitērija DKDP kristāla audzēšanai. 2015. gadā DKDP kristāli ar deuterācijas žurkaio 98% un izmērs 100 mm×105 mm×96 mm tika veiksmīgi izaudzēti pēc punkta-sēklas metode Šaņdunas universitātē Ķīnas. Thir kristālam nav redzamu makro defektu, un  laušanas koeficienta asimetrija ir mazāka par 0,441 ppm. 2015. gadā strauji augošā tehnoloģijano DKDP kristāla ar deuterācijas žurkuio no 90% pirmo reizi tika izmantots Ķīnā, lai sagatavotu Q-slēdzismateriālu, pierādot, ka ātrās augšanas tehnoloģiju var izmantot, lai sagatavotu 430 mm diametra DKDP elektrooptisko Q slēdziing komponents to pieprasa ICF.

DKDP Crystal-WISOPTIC

DKDP kristāls, ko izstrādājis WISOPTIC (deuterācija > 99%)

DKDP kristāli, kas ilgstoši pakļauti atmosfēras iedarbībai, būs ir virsmas delīrijs un miglājskas ievērojami samazinās optisko kvalitāti un konversijas efektivitātes zudums. Tāpēc, sagatavojot elektrooptisko Q slēdzi, ir nepieciešams noslēgt kristālu. Lai samazinātu gaismas atstarošanosieslēgts blīvējuma logss no Q-slēdža un uz vairākas kristāla virsmas, bieži tiek injicēts refrakcijas indeksa atbilstošs šķidrums telpā starp kristālu un logus. Pat wbez tā anti-atstarojošs pārklājums, tviņš caurlaidību var būt palielinājās no 92% līdz 96%-97% (viļņa garums 1064 nm) par izmantojot refrakcijas indeksa saskaņošanas risinājums. Turklāt aizsargplēvi izmanto arī kā mitruma necaurlaidīgu līdzekli. Xionget al. sagatavots SiO2 koloidālā plēve ar funkcijas mitrumizturīgs un pretatspīdumsieslēgts. Caurlaidība sasniedza 99,7% (viļņa garums 794 nm), un lāzera bojājuma slieksnis sasniedza 16,9 J/cm2 (viļņa garums 1053 nm, impulsa platums 1 ns). Vans Sjaodongs u.c. sagatavots a aizsargplēve autors izmantojot polisiloksāna stikla sveķus. Lāzera bojājuma slieksnis sasniedza 28 J/cm2 (viļņa garums 1064 nm, impulsa platums 3 ns), un optiskās īpašības saglabājās diezgan stabilas vidē ar relatīvo mitrumu virs 90% 3 mēnešus.

Atšķiras no LN kristāla, lai pārvarētu dabiskās dubultlaušanas ietekmi, DKDP kristāls galvenokārt izmanto garenisko modulāciju. Kad tiek izmantots gredzena elektrods, kristāla garumsstaru kūlis virzienam jābūt lielākam par kristālus diametrs, lai iegūtu vienmērīgu elektrisko lauku, kas tāpēc palielina gaismas absorbcija kristālā un termiskais efekts novedīs pie depolarizācijas at liela vidējā jauda.

Pēc ICF pieprasījuma ir strauji attīstīta DKDP kristāla sagatavošanas, apstrādes un pielietošanas tehnoloģija, kas padara DKDP elektrooptiskos Q slēdžus plaši izmantojamus lāzerterapijā, lāzerestētikā, lāzergravniecībā, lāzera marķēšanā, zinātniskajā pētniecībā. un citās lāzera pielietošanas jomās. Tomēr šķīdināšana, lieli ievietošanas zudumi un nespēja strādāt zemā temperatūrā joprojām ir vājās vietas, kas ierobežo DKDP kristālu plašo pielietojumu.

DKDP Pockels Cell-WISOPTIC

DKDP Pockels šūna, ko ražo WISOPTIC


Izlikšanas laiks: 2021. gada 3. oktobris