Kalia dideŭteria fosfato (DKDP) estas speco de nelinia optika kristalo kun bonegaj elektro-optikaj trajtoj evoluigitaj en 1940-aj jaroj. Ĝi estas vaste uzata en optika parametra oscilado, elektro-optika Q-ŝanĝanta, elektro-optika modulado ktp. DKDP kristalo havasdu fazoj: unuklinika fazo kaj kvarangula fazo. La utila DKDP-kristalo estas kvarangula fazo kiu apartenas al D_2d-42m punktogrupo kaj ID¹²_2d -42d spaca grupo. DKDP estas izomorfostrukturo de kalia dihidrogena fosfato (KDP). Deŭterio anstataŭigas hidrogenon en KDP-kristalo por forigi la influon de infraruĝa sorbado kaŭzita de hidrogenvibrado.DKDP-kristalo kun pli alta deuteration ratoio havas pli bona elektro-optika propraĵoj kaj pli bone neliniaj propraĵoj.

Ekde 1970, la disvolviĝo de lasero Inercia Confinement Fusion (ICF) teknologio multe antaŭenigis la evoluon de serio de fotoelektraj kristaloj, precipe KDP kaj DKDP. Kiel an elektro-optika kaj nelinia optika materialo uzata en ICF, la kristalo estas bezonata por havi altan transmitance en ondobendoj de preskaŭ-ultraviola ĝis preskaŭ-infraruĝa, granda elektro-optika koeficiento kaj nelinia koeficiento, alta difekta sojlo, kaj esti kapabla esti preparid en granda aperturo kaj kun alt-optika kvalito. Ĝis nun, nur KDP kaj DKDP-kristaloj renkonti lase postuloj.

ICF postulas la grandecon de DKDP komponanto atingi 400~600 mm. Ĝi kutime bezonas 1 ~ 2 jarojn por kreskiDKDP-kristalo kun tia granda grandeco per la tradicia metodo de akva solvo malvarmigo, do multe da esplorlaboro estis efektivigita al akiri rapida kresko de DKDP-kristaloj. En 1982, Bespalov et al. studis la rapidan kreskoteknologion de DKDP-kristalo kun sekco de 40 mm×40 mm, kaj la kreskorapideco atingis 0,5-1,0 mm/h, kio estis grandordo pli alta ol la tradicia metodo. En 1987, Bespalov et al. sukcese kreskigis altkvalitajn DKDP-kristalojn kun grandeco de 150 mm×150 mm×80 mm de uzante similan rapidan kreskoteknikon. En 1990, Chernov et al. akiris DKDP-kristalojn kun maso de 800 g uzante punkton-sema metodo. La kreskorapideco de DKDP-kristaloj en Z-direkto atingod 40-50 mm/d, kaj tiuj en X- kaj Y-direktoj atingid 20-25 mm/d. Lawrence Livermore Nacia Laboratorio (LLNL) faris multe da esplorado pri la preparado de grandgrandaj KDP-kristaloj kaj DKDP-kristaloj por la bezonoj de la N.ational Ŝaltiginstalaĵo (NIF) de Usono. En 2012,Ĉinaj esploristoj disvolviĝis DKDP-kristalo kun grandeco de 510 mm×390 mm×520 mm el kiu kruda DKDP-komponento de tipo II frekvenca duobligo kun grandeco de 430 mm estis farita.

Elektro-optikaj Q-ŝanĝaj aplikoj postulas DKDP-kristalojn kun alta deŭterioenhavo. En 1995, Zaitseva et al. kreskigis DKDP-kristalojn kun alta deŭterioenhavo kaj kreskorapideco de 10-40 mm/d. En 1998, Zaitseva et al. akiris DKDP-kristalojn kun bona optika kvalito, malalta disloka denseco, alta optika unuformeco kaj alta difekta sojlo uzante kontinuan filtradmetodon. En 2006, la fotobanmetodo por la kultivado de alta deŭterio DKDP-kristalo estis patentita. En 2015, DKDP-kristaloj kun deuteration ratoio de 98% kaj grandeco de 100 mm×105 mm×96 mm sukcese kreskis per punkto-semo metodo en Shandong University de Ĉinio. Thestas kristalo havas neniun videblan makrodifekton, kaj ĝia malsimetrio de refrakta indekso estas malpli ol 0.441 ppm. En 2015, la rapida kresko teknologiode DKDP-kristalo kun deuteration ratoio de 90% estis uzata unuafoje en Ĉinio por prepari Q-ŝaltiing materialo, pruvante, ke la rapida kresko teknologio povas esti aplikita por prepari 430 mm diametran DKDP elektro-optikan Q-ŝaltiloning komponanto postulita de ICF.

DKDP-kristalo evoluigita de WISOPTIC (Deuteration > 99%)

DKDP-kristaloj elmontritaj al la atmosfero dum longa tempo volos havas surfaca deliro kaj nebuloigo, kiu kondukos al grava redukto en la optika kvalito kaj perdo de konverta efikeco. Tial, necesas sigeli la kristalon kiam vi preparas la elektro-optikan Q-ŝaltilon. Por redukti la luman reflektadonon la sigela fenestros de la Q-ŝaltilo kaj sur la multoblaj surfacoj de la kristalo, refrakta indekso kongrua likvaĵo estas ofte injektita en la spacon inter la kristalo kaj la fenestros. Eĉ wsen anti-reflekta tegaĵo, tli transmitance povas esti pliiĝis de 92% ĝis 96% -97% (ondolongo 1064 nm) je uzante refrakta indekso kongrua solvo. Krome, protekta filmo ankaŭ estas uzata kiel kontraŭhumila mezuro. Xionget al. preparita SiO₂ koloida filmo kun funkcioj de malsekeco-rezista kaj kontraŭ-reflektaon. La transmitance atingis 99.7% (ondolongo 794 nm), kaj la sojlo de damaĝo de lasero atingis 16.9 J/cm² (ondolongo 1053 nm, pulsolarĝo 1 ns). Wang Xiaodong et al. preparis a protekta filmo de uzante polisiloksan vitrorezinon. La sojlo de damaĝo de lasero atingis 28 J/cm² (ondolongo 1064 nm, pulslarĝo 3 ns), kaj la optikaj propraĵoj restis sufiĉe stabilaj en la medio kun relativa humideco pli alta ol 90% dum 3 monatoj.

Malsama al LN-kristalo, por venki la influon de natura birefringo, DKDP-kristalo plejparte adoptas longitudan moduladon. Kiam la ringa elektrodo estas uzata, la longo de la kristalo en latrabo direkto devas esti pli granda ol la kristalo’s diametro, por akiri unuforman elektran kampon, kiu tial pliigas la malpeza sorbado en la kristalo kaj la termika efiko kondukos al malpolariĝo at alta averaĝa potenco.

Sub la postulo de ICF, la preparado, prilaborado kaj aplikaĵo-teknologio de DKDP-kristalo estis disvolvita rapide, kio faras la elektro-optikajn Q-ŝaltilojn DKDP esti vaste uzataj en lasera terapio, lasera estetiko, lasera gravurado, lasera markado, scienca esplorado. kaj aliaj kampoj de lasera apliko. Tamen, delikseco, alta enmetperdo kaj malkapabla labori en malalta temperaturo daŭre estas la proplempunktoj kiuj limigas la larĝan aplikon de DKDP-kristaloj.

DKDP Pockels-ĉelo farita de WISOPTIC