Kaliumdideuteriumphosphat (DKDP) er en slags ikke-lineær optisk krystal med fremragende elektro-optiske egenskaber udviklet i 1940'erne. Det er meget udbredt i optisk parametrisk oscillation, elektro-optisk Q-skifte, elektro-optisk modulation og så videre. DKDP krystal harto faser: monoklinisk fase og tetragonal fase. Det nyttig DKDP-krystal er tetragonal fase, som tilhører D_2d-42m pointgruppe og ID¹²_2d -42d rumgruppe. DKDP er en isomorfstruktur af kaliumdihydrogenphosphat (KDP). Deuterium erstatter brint i KDP-krystal for at eliminere indflydelsen af ​​infrarød absorption forårsaget af brintvibrationer.DKDP krystal med højere deuteration rotteio har bedre elektro-optisk ejendomme og bedre ikke-lineære egenskaber.

Siden 1970'erne, udviklingen af ​​laser Inertial Confination Fusion (ICF) teknologi har i høj grad fremmet udviklingen af ​​en række fotoelektriske krystaller, især KDP og DKDP. Som en elektro-optisk og ikke-lineært optisk materiale brugt i ICF, krystallen er kræves for at have høj transmittans i bølgebånd fra nær-ultraviolet til nær-infrarød, stor elektro-optisk koefficient og ikke-lineær koefficient, høj skadetærskel og at være i stand til at være forbereded i stor blænde og med høj optisk kvalitet. Indtil videre kun KDP og DKDP krystaller Mødse krav.

ICF kræver størrelsen af ​​DKDP komponent at nå 400~600 mm. Det tager normalt 1-2 år at vokseDKDP krystal med så stor størrelse efter den traditionelle metode af vandig opløsning afkøling, så der er udført en del forskningsarbejde for at erhverve hurtig vækst af DKDP-krystaller. I 1982, Bespalov et al. studeret den hurtige vækstteknologi af DKDP krystal med et tværsnit på 40 mm×40 mm, og væksthastigheden nåede 0,5-1,0 mm/t, hvilket var en størrelsesorden højere end den traditionelle metode. I 1987, Bespalov et al. med succes voksede højkvalitets DKDP-krystaller med størrelse 150 mm×150 mm×80 mm ved ved hjælp af en lignende hurtig vækstteknik. I 1990, Chernov et al. opnåede DKDP-krystaller med en masse på 800 g ved at bruge punkt-frø metode. Vækstraten for DKDP krystaller ind Z-retning nåd 40-50 mm/d, og dem i X- og Y-retninger nåd 20-25 mm/d. Lawrence Livermore national Laboratory (LLNL) har udført en masse forskning i fremstilling af store KDP-krystaller og DKDP-krystaller til behovene i National Ignition Facility (NIF) af USA. I 2012Kinesiske forskere udviklede en DKDP krystal med en størrelse på 510 mm×390 mm×520 mm hvorfra en rå DKDP-komponent af typen II frekvens fordobling med størrelse på 430 mm var lavet.

Elektro-optiske Q-switching-applikationer kræver DKDP-krystaller med højt deuteriumindhold. I 1995, Zaitseva et al. voksede DKDP-krystaller med højt deuteriumindhold og væksthastighed på 10-40 mm/d. I 1998, Zaitseva et al. opnåede DKDP-krystaller med god optisk kvalitet, lav dislokationstæthed, høj optisk ensartethed og høj skadetærskel ved anvendelse af kontinuerlig filtreringsmetode. I 2006 blev fotobadmetoden til dyrkning af DKDP-krystal med højt deuterium patenteret. I 2015 krystaller DKDP med deuterationsrotteio på 98 % og størrelse på 100 mm×105 mm×96 mm blev med succes dyrket punktvis-frø metode i Shandong University af Kina. Ther krystal har ingen synlig makrofejl, og dens brydningsindeksasymmetri er mindre end 0,441 ppm. I 2015, den hurtige vækst teknologiaf DKDP krystal med deuterationsrotteio på 90 % blev brugt for første gang i Kina til at forberede Q-kontakting materiale, hvilket beviser, at den hurtige vækstteknologi kan anvendes til at forberede 430 mm diameter DKDP elektro-optisk Q-switching komponent påkrævet af ICF.

DKDP krystal udviklet af WISOPTIC (Deuteration > 99%)

DKDP-krystaller udsat for atmosfæren i lang tid vil har overflade delirium og nebulisering, hvilket vil føre til væsentlig reduktion i den optiske kvalitet og tab af konverteringseffektivitet. Derfor er det nødvendigt at forsegle krystallen, når den elektro-optiske Q-switch klargøres. For at reducere lysrefleksionenpå tætningsvinduets af Q-switchen og på den flere overflader af krystal, brydningsindeks matchende væske injiceres ofte ind i rummet mellem krystallen og vinduets. Selv wdet uden anti-reflekterende belægning, than overførsel måske øget fra 92 % til 96 %-97 % (bølgelængde 1064 nm) med ved brug af brydningsindeks matchende løsning. Derudover bruges beskyttelsesfilm også som en fugtsikker foranstaltning. Xionget al. forberedt SiO₂ kolloid film med funktioner af fugttæt og anti-reflekterendepå. Transmissionen nåede 99,7 % (bølgelængde 794 nm), og laserskadetærsklen nåede 16,9 J/cm² (bølgelængde 1053 nm, pulsbredde 1 ns). Wang Xiaodong et al. forberedt a beskyttende film ved ved anvendelse af polysiloxan glasharpiks. Laserskadetærsklen nåede 28 J/cm² (bølgelængde 1064 nm, pulsbredde 3 ns), og de optiske egenskaber forblev nogenlunde stabile i miljøet med en relativ fugtighed højere end 90 % i 3 måneder.

Forskellig fra LN krystal, for at overvinde indflydelsen af ​​naturlig dobbeltbrydning, DKDP krystal vedtager for det meste langsgående modulering. Når ringelektroden bruges, er længden af ​​krystallen ibjælke retningen skal være større end krystallen’s diameter, for at opnå ensartet elektrisk felt, som derfor øger lysabsorption i krystallen og den termiske effekt vil føre til depolarisering at høj gennemsnitseffekt.

Under efterspørgsel fra ICF er forberedelses-, behandlings- og påføringsteknologien af ​​DKDP krystal blevet udviklet hurtigt, hvilket gør DKDP elektro-optiske Q-switches til at blive meget brugt i laserterapi, laser æstetik, lasergravering, lasermærkning, videnskabelig forskning og andre laseranvendelsesområder. Delikvence, højt indføringstab og ude af stand til at arbejde i lav temperatur er dog stadig de flaskehalse, der begrænser den brede anvendelse af DKDP-krystaller.

DKDP Pockels celle lavet af WISOPTIC