磷酸二氢钾结晶技术的进展及未来

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1、动力工程及工程热物理前沿磷酸二氢钾结晶技术的进展及未来研究生课程考核试卷（适用于课程论文、提交报告）科目：动力工程及工程热物理前沿教师：赵良举等姓名：康道远学号：20121002029专业：动力工程及工程热物理类别：学术上课时间：2012年10月至2013年01月考生成绩：卷面成绩平时成绩课程综合成绩阅卷评语：阅卷教师(签名)重庆大学研究生院制-6-动力工程及工程热物理前沿磷酸二氢钾结晶技术的进展及未来磷酸二氢钾结晶技术的进展及未来摘要：KDP(KH2P04)晶体是应用广泛的光电功能晶体材料，具有优良的光电、非线性和压电性能，其特点是大尺寸的单晶生长比较容易、晶体光学质量好、激

2、光损伤阈值高，因而在激光技术中被广泛用于制作倍频、调制开关和偏转器等光学元器件，是目前唯一可用在激光受控热核聚变技术中的非线性光学晶体材料。本文简要介绍了磷酸二氢钾晶体的制备方法,并重涉及它的应用以及目前所面临的问题和对前景的展望。关键词：晶体材料、光学元器件、应用Abstract:KDPcrystaliswidelyusedasphotoelectricfunctionalcrystalmaterialswithexcellentoptical,nonlinearandpiezoelectricproperties,whichischaracterizedbythelarge

3、sizeofthesinglecrystalgrowthisrelativelyeasy,goodqualitycrystaloptics,laserdamagethresholdhigh,lasertechnologywidelyusedfortheproductionofopticalcomponentsofthemultiplier,modulationswitching,anddeflector,whichiscurrentlyonlyavailableinthelasercontrolledthermonuclearfusiontechnologynonlinearo

4、pticalcrystalmaterials.ThisarticlebrieflydescribesthepreparationofKDPcrystals,andre-involvedinitsapplicationandthecurrentproblemsfacedbytheoutlook.Keywords:crystalmaterials,opticalcomponents,applications1引言KDP是一种长期以来被广泛研究的重要晶体，90年代以来，由于其易于生长成大晶体和优良的光学效应，而作为一种重要的光学器件应用于国家点火计划⋯。目前对这方面的研究工作主要集中

5、在以下两个方面：(1)改进设备和生长过程中的工艺，以便能够快速生长大尺寸的透明单晶；(2)研究KDP-6-动力工程及工程热物理前沿磷酸二氢钾结晶技术的进展及未来晶体的质量，特别是希望找到影响激光损伤阈值的因素，拟通过对生长参数的调整及采用某些晶体后处理技术来提高晶体的质量。KDP晶体是一类应用广泛的多功能晶体材料,因其易于用溶液降温法生长出高光学质量的大尺寸单晶,而成为惯性约束核聚变工程中的支撑材料。特别是近年来发展起来的KDP晶体快速生长技术,给晶体生长理论的研究提出了新的挑战。与国外相比,国内对KDP晶体快速生长的研究起步较晚,还有较大差距,开展KDP晶体快速生长机理的研究

6、对于深入理解快速生长技术有重要意义。2磷酸二氢钾结晶技术KDP晶体是一种综合性能比较优良的非线性光学材料,被广泛地应用于激光变频、电光调制和光快速开关等高科技领域,是大功率激光系统的首选材料。随着ICF(惯性约束核聚变)的发展,对KDP晶体的要求越来越高、越来越多,其中最主要的有两个方面,一是大的口径(40×40cm2以上),二是高的光学质量(高激光损伤阈值和高光学均匀性)。溶液法是目前最常用的生长KDP晶体的方法,在KDP晶体在生长过程中,溶液的稳定性是影响其光学质量的一个重要因素。溶液的稳定性应该包括其自身状态的稳定性和为晶体生长提供驱动力的稳定性。KDP晶体中的生长条纹,

7、各种包裹体,位错等缺陷的形成都与其生长过程中溶液的稳定性有关。由于KDP晶体内部这些缺陷的存在,其激光损伤阈值和光学均匀性都要大幅度下降。溶液稳定性遭到破坏的最明显的标志之一是在晶体生长过程中出现杂晶。在KDP晶体生长过程中对溶液的稳定性进行分析研究,为KDP晶体提供一个比较稳定的生长环境,并与其它手段相结合生长出高质量的KDP晶体,是我们的研究重点之一。2.1磷酸二氢钾结晶技术的进展溶液法是目前最常用的生长KDP晶体的方法，溶液的稳定性不仅是影响晶体光学质量的一个重要因素，而且KDP晶体中