Напредак истраживања електро-оптичких кристала са К-свитцхед-ом – 3. део: ДКДП кристал

Напредак истраживања електро-оптичких кристала са К-свитцхед-ом – 3. део: ДКДП кристал

Калијум дидеутеријум фосфат (ДКДП) је врста нелинеарног оптичког кристала са одличним електро-оптичким својствима развијеним 1940-их. Широко се користи у оптичким параметарским осцилацијама, електро-оптичким К-пребацивање, електрооптичка модулација и тако даље. ДКДП кристал имадве фазе: моноклинска фаза и тетрагонална фаза. Тхе корисним ДКДП кристал је тетрагонална фаза која припада Д-42m тачка група и ИД12 -42d свемирска група. ДКДП је изоморфанструктура калијум дихидроген фосфата (КДП). Деутеријум замењује водоник у КДП кристалу како би се елиминисао утицај инфрацрвене апсорпције изазване вибрацијама водоника.ДКДП кристал са пацов више деутерацијеио има боље електрооптички својства и боље нелинеарне особине.

Од 1970-их, развој ласера Iнерцијални Cонфинемент Fупотреба (ИЦФ) технологија је у великој мери промовисала развој серије фотоелектричних кристала, посебно КДП и ДКДП. Као ан електрооптички и нелинеарни оптички материјал се користи у ИЦФ, кристал је потребно је да имају високу пропусност у таласним опсезима из од скоро ултраљубичастог до скоро инфрацрвеног, велики електрооптички коефицијент и нелинеарни коефицијент, висок праг оштећења и бити способан да буде припремитид ин великог отвора бленде и са високог оптичког квалитета. До сада само кристали КДП и ДКДП Упознајсе захтевима.

ИЦФ захтева величину ДКДП саставни део да достигне 400~600 мм. Обично је потребно 1-2 године да растеДКДП кристал са тако велике величине традиционалном методом оф хлађење воденим раствором, па је обављено доста истраживачког рада да стећи брз раст кристала ДКДП. Године 1982. Беспалов ет ал. проучавао технологију брзог раста ДКДП кристала са попречним пресеком од 40 мм×40 мм, а стопа раста достигла је 0,5-1,0 мм/х, што је било за ред величине више од традиционалне методе. Године 1987. Беспалов и сар. успешно узгајао висококвалитетне ДКДП кристале са величине 150 мм×150 мм×80 мм од стране користећи сличну технику брзог раста. Године 1990. Чернов и сар. добијени кристали ДКДП масе 800 г коришћењем тачке-метод семена. Брзина раста кристала ДКДП у Z-правац достизањеd 40-50 мм/д, а оне у X- и И-правцима досегнутиd 20-25 мм/д. Лоренс Ливермор Натионал Лабораторија (ЛЛНЛ) је спровела многа истраживања о припреми КДП кристала великих димензија и ДКДП кристала за потребе Натионал Постројење за паљење (НИФ) оф УСА. У 2012. години,Кинески истраживачи су се развили ДКДП кристал величине 510 мм×390 мм×520 мм од којих сирова ДКДП компонента типа ИИ удвостручавање фреквенције са величином од 430 мм био направио.

Електрооптички К-свитцхинг апликације захтевају ДКДП кристале са високим садржајем деутеријума. Године 1995. Заитсева ет ал. узгајају кристале ДКДП са високим садржајем деутеријума и брзином раста од 10-40 мм/д. Године 1998, Заитсева ет ал. Добијени ДКДП кристали доброг оптичког квалитета, мале густине дислокација, високе оптичке униформности и високог прага оштећења применом методе континуиране филтрације. 2006. године патентирана је метода фотокупе за култивацију кристала ДКДП са високим садржајем деутеријума. 2015. ДКДП кристали са деутерациони пацовио од 98% и величине 100 мм×105 мм×96 мм је успешно узгојено по тачкама-семе метод на Универзитету Шандонг Кине. Тхје кристал нема видљиви макро дефект, и његово асиметрија индекса преламања је мања од 0,441 ппм. 2015. технологија брзог растаод ДКДП кристала са деутерацијом пацоваио од 90% је први пут коришћен у Кини за припрему К-прекидачинг материјала, доказујући да се технологија брзог раста може применити за припрему ДКДП електро-оптичког К-прекидача пречника 430 мминг саставни део захтева ИЦФ.

DKDP Crystal-WISOPTIC

ДКДП кристал који је развио ВИСОПТИЦ (деутерација > 99%)

ДКДП кристали изложени атмосфери дуже време ће имати површински делиријум и небулизација, што ће довести до значајног смањења оптичког квалитета и губитак ефикасности конверзије. Због тога је неопходно заптивање кристала приликом припреме електро-оптичког К-прекидача. Да би се смањила рефлексија светлостина заптивни прозорs К-прекидача и на више површина кристала, често се убризгава течност која одговара индексу преламања у простор између кристала и прозораs. Чак и витхоут анти-рефлектујући премаз, тон трансмитант може бити повећан са 92% на 96%-97% (таласна дужина 1064 нм) за Користећи решење за подударање индекса преламања. Поред тога, заштитни филм се такође користи као мера отпорности на влагу. Ксионгet ал. припремљен СиО2 колоидни филм са функције од отпоран на влагу и анти-рефлексна. Пренос је достигао 99,7% (таласна дужина 794 нм), а праг оштећења ласера ​​достигао је 16,9 Ј/цм2 (таласна дужина 1053 нм, ширина импулса 1 нс). Ванг Ксиаодонг и др. припремио а заштитни филм од стране коришћењем полисилоксан стаклене смоле. Праг ласерског оштећења достигао је 28 Ј/цм2 (таласна дужина 1064 нм, ширина импулса 3 нс), а оптичка својства су остала прилично стабилна у окружењу са релативном влажношћу већом од 90% током 3 месеца.

За разлику од ЛН кристала, како би се превазишао утицај природног дволома, ДКДП кристал углавном усваја уздужну модулацију. Када се користи прстенаста електрода, дужина кристала угреда правац мора бити већи од кристалаs пречника, тако да се добије једнолично електрично поље, које дакле повећава апсорпција светлости у кристалу и термички ефекат ће довести до деполаризације aт висока просечна снага.

Под захтевом ИЦФ-а, технологија припреме, обраде и примене ДКДП кристала је брзо развијена, што чини да се ДКДП електро-оптички К-прекидачи широко користе у ласерској терапији, ласерској естетици, ласерском гравирању, ласерском обележавању, научним истраживањима и друге области примене ласера. Међутим, деликвесценција, велики губитак уметања и неспособност за рад на ниским температурама су и даље уска грла која ограничавају широку примену ДКДП кристала.

DKDP Pockels Cell-WISOPTIC

ДКДП Поцкелс ћелија произвођача ВИСОПТИЦ


Време поста: 03.10.2021