Phosphate de potassium didétérium (DKDP) est une sorte de cristal optique non linéaire avec d'excellentes propriétés électro-optiques développé dans les années 1940. Il est largement utilisé dans l'oscillation paramétrique optique, électro-optique Q-commutation, modulation électro-optique et ainsi de suite. Le cristal DKDP adeux phases : phase monoclinique et phase tétragonale. Les utile Le cristal DKDP est une phase tétragonale qui appartient à D_2d-42m groupe de points et identifiant¹²_2d -42d groupe d'espace. DKDP est un isomorphestructure de dihydrogénophosphate de potassium (KDP). Le deutérium remplace l'hydrogène dans le cristal KDP pour éliminer l'influence de l'absorption infrarouge causée par les vibrations de l'hydrogène.Cristal DKDP avec rat à deutération supérieureio a meilleur électro-optique Propriétés et meilleur propriétés non linéaires.

Depuis les années 1970, le développement du laser Inertial Confinement FLa technologie d'utilisation (ICF) a grandement favorisé le développement d'une série de cristaux photoélectriques, en particulier KDP et DKDP. Comme un matériau optique électro-optique et non linéaire utilisé dans ICF, le cristal est doit avoir une haute transmittance dans les bandes d'ondes de proche ultraviolet à proche infrarouge, grand coefficient électro-optique et coefficient non linéaire, seuil de dommage élevé, et être capable d'être préparerd dans grande ouverture et avec haute qualité optique. Jusqu'à présent, seuls les cristaux KDP et DKDP rencontrer lese conditions.

ICF nécessite la taille de DKDP composant pour atteindre 400 ~ 600 mm. Il faut généralement 1 à 2 ans pour se développerCristal DKDP avec une si grande taille par la méthode traditionnelle de refroidissement par solution aqueuse, de nombreux travaux de recherche ont donc été menés pour acquérir croissance rapide des cristaux de DKDP. En 1982, Bespalov et al. a étudié la technologie de croissance rapide du cristal DKDP avec une section transversale de 40 mm×40 mm, et le taux de croissance a atteint 0,5-1,0 mm/h, ce qui était un ordre de grandeur supérieur à la méthode traditionnelle. En 1987, Bespalov et al. cultivé avec succès des cristaux DKDP de haute qualité avec taille de 150 mm×150 mm×80 mm par en utilisant une technique de croissance rapide similaire. En 1990, Chernov et al. obtenu des cristaux de DKDP avec une masse de 800 g en utilisant la pointe-méthode des semences. Le taux de croissance des cristaux de DKDP dans Z-direction atteindred 40-50 mm/d, et ceux en X- Andy-directions atteindred 20-25 mm/j. Laurent Livermore nationale Le laboratoire (LLNL) a mené de nombreuses recherches sur la préparation de cristaux KDP de grande taille et de cristaux DKDP pour les besoins de la Ninternational Installation d'allumage (NIF) des États-Unis. En 2012,Des chercheurs chinois ont développé un cristal DKDP d'une taille de 510 mm×390 mm×520 mm à partir duquel un composant DKDP brut de type II doublage de fréquence avec une taille de 430 mm était fabriqué.

Les applications de commutation Q électro-optique nécessitent des cristaux DKDP à haute teneur en deutérium. En 1995, Zaitseva et al. ont fait croître des cristaux de DKDP avec une teneur élevée en deutérium et un taux de croissance de 10 à 40 mm/j. En 1998, Zaitseva et al. obtenu des cristaux DKDP avec une bonne qualité optique, une faible densité de dislocation, une uniformité optique élevée et un seuil de dommage élevé en utilisant la méthode de filtration continue. En 2006, la méthode du bain photographique pour la culture du cristal DKDP à haute teneur en deutérium a été brevetée. En 2015, cristaux DKDP avec rat de deutérationio de 98% et taille de 100 mm×105 mm×96 mm ont été cultivés avec succès par point-la graine méthode à l'Université du Shandong de Chine. Eest le cristal n'a pas de macro défaut visible, et son l'asymétrie de l'indice de réfraction est inférieure à 0,441 ppm. En 2015, la technologie à croissance rapidede cristal DKDP avec rat de deutérationio de 90% a été utilisé pour la première fois en Chine pour préparer Q-changermatériel, prouvant que la technologie de croissance rapide peut être appliquée pour préparer un Q-switch électro-optique DKDP de 430 mm de diamètrement composant requis par l'ICF.

Cristal DKDP développé par WISOPTIC (Dutération > 99%)

Les cristaux de DKDP exposés à l'atmosphère pendant longtemps ont délire superficiel et nébuleusece qui conduira à une réduction significative de la qualité optique et la perte d'efficacité de conversion. Par conséquent, il est nécessaire de sceller le cristal lors de la préparation du commutateur Q électro-optique. Afin de réduire la réflexion de la lumièreau la fenêtre d'étanchéités du Q-switch et sur le plusieurs surfaces du cristal, le liquide correspondant à l'indice de réfraction est souvent injecté dans l'espace entre le cristal et la fenêtres. Même wsans anti-revêtement réfléchissant, til transmission peut être augmenté de 92% à 96%-97% (longueur d'onde 1064 nm) par à l'aide de solution de correspondance d'indice de réfraction. De plus, un film protecteur est également utilisé comme mesure d'étanchéité à l'humidité. Xionget Al. SiO préparé₂ film colloïdal avec fonctions de étanche à l'humidité et antirefletau. La transmittance a atteint 99,7% (longueur d'onde 794 nm), et le seuil d'endommagement du laser atteint 16,9 J/cm² (longueur d'onde 1053 nm, largeur d'impulsion 1 ns). Wang Xiaodong et al. préparé un film protecteur par en utilisant de la résine de verre polysiloxane. Le seuil d'endommagement du laser atteint 28 J/cm² (longueur d'onde 1064 nm, largeur d'impulsion 3 ns), et les propriétés optiques sont restées assez stables dans l'environnement avec une humidité relative supérieure à 90 % pendant 3 mois.

Différent du cristal LN, afin de surmonter l'influence de la biréfringence naturelle, Le cristal DKDP adopte principalement une modulation longitudinale. Lorsque l'électrode annulaire est utilisée, la longueur du cristal dans lerayonner la direction doit être supérieure au cristal’s diamètre, de manière à obtenir un champ électrique uniforme, qui donc augmente le absorption lumineuse dans le cristal et l'effet thermique conduira à la dépolarisation at puissance moyenne élevée.

À la demande de l'ICF, la technologie de préparation, de traitement et d'application du cristal DKDP a été développée rapidement, ce qui rend les commutateurs Q électro-optiques DKDP largement utilisés dans la thérapie laser, l'esthétique laser, la gravure laser, le marquage laser, la recherche scientifique et d'autres domaines d'application laser. Cependant, la déliquescence, la perte d'insertion élevée et l'incapacité de travailler à basse température restent les goulots d'étranglement qui limitent la large application des cristaux DKDP.

Cellule DKDP Pockels fabriquée par WISOPTIC