Kaliumdideuteriumfosfat (DKDP) är en sorts olinjär optisk kristall med utmärkta elektrooptiska egenskaper utvecklad på 1940-talet. Det används ofta i optisk parametrisk oscillation, elektrooptisk Q-växlande, elektro-optisk modulering och så vidare. DKDP kristall hartvå faser: monoklinisk fas och tetragonal fas. De användbar DKDP-kristall är tetragonal fas som tillhör D_2d-42m poänggrupp och ID¹²_2d -42d rymdgrupp. DKDP är en isomorfstrukturera av kaliumdivätefosfat (KDP). Deuterium ersätter väte i KDP-kristall för att eliminera påverkan av infraröd absorption orsakad av vätevibrationer.DKDP kristall med högre deuteration råttaio har bättre elektrooptisk egenskaper och bättre olinjära egenskaper.

Sedan 1970-talet, utvecklingen av laser Inertial Confinitet Fusion (ICF) teknologi har i hög grad främjat utvecklingen av en serie fotoelektriska kristaller, särskilt KDP och DKDP. Som ett elektrooptiska och olinjära optiska material Använd i ICF, kristallen är krävs för att ha hög transmittans i vågband från nära-ultraviolett till nära-infrarött, stor elektrooptisk koefficient och olinjär koefficient, hög skadetröskel, och att vara kapabel att vara förberedad in stor bländare och med hög optisk kvalitet. Hittills är det bara KDP- och DKDP-kristaller träffase krav.

ICF kräver storleken på DKDP komponent för att nå 400~600 mm. Det tar vanligtvis 1-2 år att växaDKDP kristall med så stor storlek med den traditionella metoden av vattenlösning kylning, så mycket forskning har utförts för att tillägna sig snabb tillväxt av DKDP-kristaller. År 1982, Bespalov et al. studerade den snabba tillväxtteknologin för DKDP-kristall med ett tvärsnitt på 40 mm×40 mm, och tillväxthastigheten nådde 0,5-1,0 mm/h, vilket var en storleksordning högre än den traditionella metoden. År 1987, Bespalov et al. framgångsrikt odlade högkvalitativa DKDP-kristaller med storlek 150 mm×150 mm×80 mm förbi använda en liknande snabb tillväxtteknik. År 1990, Chernov et al. erhöll DKDP-kristaller med en massa på 800 g genom att använda spets-frömetoden. Tillväxttakten för DKDP kristaller in Z-riktning nåd 40-50 mm/d, och de in X- och Y-vägbeskrivningar nåd 20-25 mm/d. Lawrence Livermore Nationell Laboratory (LLNL) har utfört mycket forskning om framställning av stora KDP-kristaller och DKDP-kristaller för N:s behovnationellt Ignition Facility (NIF) av USA. Under 2012,Kinesiska forskare utvecklade en DKDP-kristall med storleken 510 mm×390 mm×520 mm från vilken en rå DKDP-komponent av typen II frekvensfördubbling med storleken 430 mm var gjord.

Elektrooptiska Q-switch-applikationer kräver DKDP-kristaller med högt deuteriuminnehåll. 1995, Zaitseva et al. växte DKDP-kristaller med högt deuteriuminnehåll och tillväxthastighet på 10-40 mm/d. 1998, Zaitseva et al. erhållit DKDP-kristaller med god optisk kvalitet, låg dislokationsdensitet, hög optisk enhetlighet och hög skadetröskel genom att använda kontinuerlig filtreringsmetod. 2006 patenterades fotobadmetoden för odling av DKDP-kristaller med hög deuteriumhalt. 2015 kristaller DKDP med deuterationsråttaio på 98 % och storlek på 100 mm×105 mm×96 mm odlades framgångsrikt per punkt-utsäde metod vid Shandong University av Kina. Thär kristall har inga synliga makrodefekter, och dess brytningsindexasymmetri är mindre än 0,441 ppm. Under 2015, den snabbväxande teknikenav DKDP-kristall med deuterationsråttaio av 90 % användes för första gången i Kina för att förbereda F-växlaingående material, vilket bevisar att den snabbväxande teknologin kan användas för att förbereda 430 mm diameter DKDP elektrooptisk Q-switching komponent krävs av ICF.

DKDP-kristall utvecklad av WISOPTIC (Deuteration > 99%)

DKDP-kristaller som exponerats för atmosfären under lång tid kommer att göra det ha ytdelirium och nebulosanvilket kommer att leda till en betydande minskning av den optiska kvaliteten och förlust av konverteringseffektivitet. Därför är det nödvändigt att försegla kristallen när den elektrooptiska Q-switchen förbereds. För att minska ljusreflektionenpå tätningsfönstrets av Q-switchen och på flera ytor av kristallen, injiceras ofta vätska som matchar brytningsindex in i utrymmet mellan kristallen och fönstrets. Även wdet utan anti-reflekterande beläggning, than överföring kan vara ökade från 92% till 96%-97% (våglängd 1064 nm) med använder sig av lösning för matchning av brytningsindex. Dessutom används skyddsfilm också som en fuktsäker åtgärd. Xionget al. beredd SiO₂ kolloidal film med funktioner av fuktsäker och antireflexpå. Transmittansen nådde 99,7 % (våglängd 794 nm), och laserskadetröskeln nådde 16,9 J/cm² (våglängd 1053 nm, pulsbredd 1 ns). Wang Xiaodong et al. förberedd a skyddsfilm förbi med användning av polysiloxanglasharts. Laserskadetröskeln nådde 28 J/cm² (våglängd 1064 nm, pulsbredd 3 ns), och de optiska egenskaperna förblev ganska stabila i miljön med en relativ fuktighet högre än 90 % under 3 månader.

Skiljer sig från LN-kristall, för att övervinna påverkan av naturlig dubbelbrytning, DKDP-kristall antar mestadels longitudinell modulering. När ringelektroden används, längden på kristallen istråle riktningen måste vara större än kristallen’s diameter, för att erhålla enhetligt elektriskt fält, vilket därför ökar ljusabsorption i kristallen och den termiska effekten kommer att leda till depolarisering at hög medeleffekt.

Under kravet från ICF har berednings-, bearbetnings- och appliceringstekniken för DKDP-kristaller utvecklats snabbt, vilket gör att DKDP elektrooptiska Q-switchar används i stor utsträckning inom laserterapi, laserestetik, lasergravering, lasermärkning, vetenskaplig forskning och andra områden för laserapplikation. Men flaskhalsar, hög insättningsförlust och oförmögen att arbeta i låg temperatur är fortfarande flaskhalsarna som begränsar den breda användningen av DKDP-kristaller.

DKDP Pockels cell tillverkad av WISOPTIC