kdp晶体各向异性力学特性分析

福州大学化学化工学院本科实验报告课程名称：综合化学实验实验项目名称：线性光学晶体磷酸二氢钾(KDP)的单晶生长与光学性能测定实验室名称：化学化工实验中心北楼学生姓名：陈世昌学号：11S040902103学生所在学院：化学化工学院年级、专业：09级化学类实验指导教师：林树坤2012年11月23日非线性光学晶体磷酸二氢钾(KDP)的单晶生长与光学性能测定摘要:KDP晶体是一种性能优良并且易于长大的非线性光学材料，又是一种性能较优良的电光晶体材料，并且也是惟一能用于激光核聚变等研究的高功率系统中的晶体。

它通常采用水溶液降温法来生长，所以易于对晶体的生长形态和过程进行观察分析，是研究晶体生长的一个理想的模型。

本文通过KDP晶体的合成与生长，并使用红外光谱分析、X射线粉末衍射法、等表征方法对KDP晶体进行结构分析。

关键字：KDP晶体，红外光谱，X射线粉末衍射法，微机X射线分析，偏光显微分析研究背景磷酸二氢钾晶体，简称KDP，属于四方晶系，点群D4h，无色透明，其理想外形如图1所示。

该晶体具有多功能性质。

上世纪50年代，KDP作为性能优良的压电晶体材料，主要被应用于制造声纳和民用压电换能器。

60年代，随着激光技术出现，由于KDP晶体具有较大的非线性光学系数和较高的激光损伤阈值，而且晶体从近红外到紫外波段都有很高的透过率，可对1.064μm 激光实现二倍频，同时KDP晶体又是一种性能优良的电光晶体材料。

使得该晶体在高功率激光系统受控热核反应、核爆模拟等重大技术上更显现出它的应用前景，因此，对特大尺寸的KDP 优质光学晶体的研究，在国内外一直受到研究者的极大关注。

图1. KDP晶体理想外形实验内容一、实验目的和要求1.了解KDP晶体原料的合成、表征和水溶液降温法单晶生长的基本过程与方法。

2.掌握KDP晶体溶解度的测定方法，了解KDP晶体结晶习性以及晶体外形、晶体宏观对称性的观察和描述。

3.掌握晶体偏光性质和油浸法晶体折射率的测定方法、了解晶体光学均匀性、晶体透过率等性能测试的实验原理和方法。

各向异性材料应力和变形特性分析各向异性材料是指具有不同的物理性质和力学性质的材料。

与各向同性材料相比，各向异性材料的应力和变形特性更加复杂和多样化。

了解和分析各向异性材料的应力和变形特性对于材料的设计和工程应用至关重要。

本文将介绍各向异性材料的应力和变形特性及其相关分析方法。

首先，我们需要了解各向异性材料的基本概念。

各向异性是指材料在不同方向上具有不同的物理性质和力学性质。

这些不同的性质可以通过晶体结构和分子排列方式来解释。

晶体结构的对称性和分子排列的有序性决定了材料在不同方向上的物理性质和力学性质的异同。

各向异性材料的一个常见例子是单晶材料，其晶体结构呈现出明显的对称性差异。

了解各向异性材料的应力和变形特性是从事材料设计和工程应用的重要基础。

在实际应用中，我们经常面对各向异性材料的力学性能问题，如应力分布、应变变化和材料的耐久性。

因此，理解和预测各向异性材料在受力过程中的行为对于材料工程师和设计师至关重要。

在分析各向异性材料的应力和变形特性时，我们通常使用弹性力学理论。

弹性力学理论可以描述材料在受力过程中的应力分布和变形特性。

应力是指材料中的力在单位面积上的作用效果。

变形是指材料在受力作用下产生的形状或体积的变化。

弹性力学理论可以通过建立数学模型来描述各向异性材料的应力和变形行为。

在弹性力学理论中，我们经常使用应力张量和应变张量来描述各向异性材料的应力和变形特性。

应力张量是描述材料中应力分布的矩阵。

它可以用来计算各向异性材料在不同方向上的应力值。

应变张量是描述材料中变形情况的矩阵。

它可以用来计算各向异性材料在不同方向上的应变值。

为了更好地分析各向异性材料的应力和变形特性，我们可以使用各向异性材料力学模型。

这些模型基于各向异性材料的晶体结构和分子排列方式，可以用来预测材料在受力过程中的行为。

常见的各向异性材料力学模型包括弹性模型、塑性模型和粘弹性模型等。

弹性模型是最常用的各向异性材料力学模型之一。

KDP晶体的磁流变抛光工艺研究曾育伟，李圣怡，戴一帆，彭小强，胡皓，聂徐庆（国防科学技术大学机电工程与自动化学院，长沙410073）［摘要］研究了磁流变液中水含量对KDP工件表面粗糙度的影响；通过在磁流变液循环系统中控制磁流变液的参数，实现了去除函数的稳定，为修形工艺奠定了基础；在自研的KDMRF-200磁流变机床上进行修形实验，口径为Φ75mm的KDP工件面形精度由0.936λ（PV）收敛到0.321λ（PV），低频误差明显改善。

［关键词］KDP晶体；磁流变抛光；表面粗糙度［中图分类号］TG580.692［文献标识码］A［文章编号］1003-5451（2012）04-0006-03 Research on Magnetorheological Polishing Process of KDP CrystalZENG Yu-wei，LI Sheng-yi，DAI Yi-fan，et al.（College of Mechatronics Engineering and Automation，National University of Defense Technology，Changsha410073）［Abstract］The relationship between water content in MR fluid and final surface roughness was studied and this will guide future experiment to achieve a better surface roughness.A closed-loop control of MR（magnetorheological）fluid circulatory system to keep parameter steady and get a stable removal function,which is critical to a success figuring process.The surface accuracy of KDP （potassinm dihydengen phosphate）crystal with size of F75mm polished by MRF（magnetorheological finishing）reduced from0.936λ（PV）to0.321λ（PV）and the low-frequency errors are significantly corrected after MRF.［Keywords］potassinm dihydengen phosphate crystal；magnetorheological finishing；surface roughness前言磷酸二氢钾晶体（KDP）作为倍频器件和光电开关而广泛应用于激光系统中[1]。

KDP晶体超精密加工技术的研究
杨福兴
【期刊名称】《制造技术与机床》
【年(卷),期】2003(000)009
【摘要】通过对KDP晶体等脆性材料的塑性域切削进行理论分析,研究实现脆性
材料塑性域切削的条件.激光核聚变KDP晶体的3项主要技术指标是:表面粗糙度、波纹度和透射波前,通过分析影响这3项技术指标的因素,提出了实现KDP晶体精
密加工的超精密机床和工艺参数.通过理论分析与实验,研究了晶向、刀具前角、刀
具圆弧半径和进给量等参数对表面粗糙度的影响,最终给出KDP晶体精密加工的最佳工艺参数.
【总页数】3页(P63-65)
【作者】杨福兴
【作者单位】北京邮电大学
【正文语种】中文
【中图分类】TG5
【相关文献】
1.KDP晶体超精密加工切削力的实验研究 [J], 张顺国;张景和;王海峰;王洪祥
2.KDP晶体超精密加工表面硬度压痕尺寸效应研究 [J], 王洪祥;王景贺;马恩财;孙涛;高石
3.超精密数控加工技术研究进展 [J], 刘丽明;李孝元
4.KDP晶体超精密切削各向异性的理论研究 [J], 董申;张新洲;王景贺
5.KDP晶体光学零件超精密加工技术研究的新进展 [J], 王景贺;陈明君;董申;尚元江
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

32【参考文献】[1]赵鸣，丁立刚，李保卫.高熵材料判据及其在玻璃陶瓷研究中的应用[J].当代化工研究，2019(9):1-4.[2]俞宣良，黄达，陈宣东，等.废弃玻璃作为辅助胶凝材料在混凝土中的应用和研究进展%Research on the Development and Application of Waste Glass as Supplementary CementiousMaterial in Concrete[J].硅酸盐通报,2019, 038(005):1413-1419.[3]游元德.探讨混凝土原材料对混凝土性能的影响与检测控制[J].绿色环保建材，2019(2):18-19.[4]贺梦鸽，张文尧，寿烨俊，等.面向增材制造的废弃陶瓷再生技术的研究[J].硅酸盐通报，2019(6).1 引言磷酸二氢钾晶体（KH 2PO 4，以下简称为KDP）是一种性能十分优异的非线性光学晶体材料[1]，其本身有着优越的电光、压电和倍频转换性能[2]。

在激光技术得以广泛发展之后，KDP 晶体的应用也逐渐被人们所关注。

基于KDP 晶体的广泛应用，它的生长方法与参数的测量变的十分重要[3]。

在之前的研究中，KDP 的各种参数与它的生长方法是有着密切联系的，因此它的大部分参数由生产者提供。

但是由于理想环境中的参数往往与实际应用中的存在一定偏差，因此对于KDP 晶体参数的简要测量方法变得十分重要。

对于电光系数的测量方法通常有干涉法和对比法[4]，而本研究中提出了一种更加安全简便的测量方法。

2 原理各向异性晶体由于电光效应，在外电场作用下，晶体折射率发生变化，改变原有的双折射性质[5]。

电光系数是反映折射率的变化并定量描述晶体电光效应的常数。

光在晶体中传播时，传播特征由折射率椭球方程描述： （1）因为KDP 晶体为单晶轴晶体，所以x 与y 方向折射率n x =n y =n o ，z 方向折射率n z =n e 。

kdp晶体各向异性力学特性分析
KDP晶体是一种常用的非线性光学材料，具有良好的各向异性力学特性。

本文就KDP晶体各向异性力学特性进行分析，探讨其在光学设计中的应用。

1、KDP晶体特性
KDP晶体是由碘化钾（KDP）组成的晶体，具有良好的热稳定性和结构稳定性，极高的折射率，均匀的光学系数，以及较好的热抗性和抗弯曲性能。

另外，它还具有良好的光学各向异性特性，可以有效抑制折射率的变化。

2、KDP晶体各向异性特性分析
KDP晶体具有很好的各向异性特性，可以有效抑制折射率的变化。

KDP晶体的各向异性特性及其影响因素包括：晶体温度、晶体厚度、光路长度、折射率和折射角等。

相对于温度，KDP晶体厚度以及光路长度对其各向异性性能的影响较小。

但折射率和折射角的变化对KDP 晶体的各向异性性能有较大的影响。

3、应用
KDP晶体的良好的各向异性特性使它在非线性光学领域具有广泛的应用前景。

首先，由于KDP晶体具有良好的折射率和折射角稳定性，它可以用于制作高效率的光学元件，如非线性晶体倍增片和反射镜、折射镜等。

其次，KDP晶体还可以用于制作高性能的光学滤波器和光学变压器等精密光学系统。

4、结论
KDP晶体具有良好的各向异性力学特性，可以有效抑制折射率和折射角的变化，并具有广泛的应用前景。

未来，KDP晶体的应用范围将越来越广，对于高效、精密、高性能光学设计有重要意义。

各向同性与各向异性材料特性分析引言：在材料科学领域，理解和分析材料的特性非常关键。

材料的特性可以影响其在各种应用中的性能表现。

其中，各向同性和各向异性是两个重要的材料特性。

本文将对各向同性材料和各向异性材料的特性进行分析，并探讨其在实际应用中的差异和潜在的应用领域。

各向同性材料特性分析：各向同性材料是指其物理特性在各个方向上均相同的材料。

这意味着它们的力学、热学和电学性质在任何方向上都表现一致。

例如，金属材料通常具有各向同性特性，因为它们的晶体结构在所有方向上都可以实现相同的强度和导电性能。

力学特性方面，各向同性材料的弹性模量、屈服强度和断裂韧性在任何方向上均相等。

这使得各向同性材料在工程领域中广泛应用，特别是在制造零件和构件方面。

另外，各向同性材料的热膨胀系数在各个方向上也是相同的，这对于设计要求热膨胀稳定性的应用非常重要，比如航空航天领域。

电学特性方面，各向同性材料的电导率在各个方向上是一致的。

这使得它们广泛用于电子器件和导电材料的制造。

例如，铜和银是常见的各向同性导电材料，它们由于其优良的导电性能而被广泛应用于电路板和电线。

各向异性材料特性分析：与各向同性材料相反，各向异性材料的物理特性在不同方向上表现出差异。

这种差异可以是结构上的，比如晶体的取向，也可以是材料的制备过程中引入的，比如纤维增强复合材料。

力学特性方面，各向异性材料的弹性模量、屈服强度和断裂韧性在不同方向上可以有显著的差异。

这使得各向异性材料在特定应用场景下能够充分发挥其性能优势。

例如，纤维增强复合材料通常显示出优异的拉伸强度，因为纤维的取向可以提供额外的强度。

此外，各向异性材料的热膨胀系数在不同方向上也可以有明显差异，这在一些特定需求热膨胀性能的应用中可能会受到考虑。

电学特性方面，各向异性材料的电导率可以在不同方向上显示出差异。

这导致各向异性材料在电子器件设计和制造中需要特别注意。

例如，液晶显示器中使用的各向异性导电材料可以通过控制电场的方向来调整其电导性能，从而实现画面的切换和显示。

第 31 卷第 9 期2023 年 5 月Vol.31 No.9May 2023光学精密工程Optics and Precision Engineering大口径KDP晶体装配附加面形畸变抑制工艺优化全旭松1，独伟锋1，褚东亚1，2，周海1*，叶朗1（1.中国工程物理研究院激光聚变研究中心，四川绵阳 621900；2.清华大学机械工程系，北京100084）摘要：在高功率固体激光装置中，大口径KDP晶体的面形畸变控制是影响终端光学组件倍频转化效率的关键因素之一。

为了提高大口径KDP晶体的装配附加面形质量，提出了一种点支撑装配附加面形畸变抑制工艺方法。

首先，通过遗传算法对支撑点及其分布进行优化设计。

然后，采用有限元分析方法对KDP晶体的装配预紧工艺进行优化设计。

最后，开展优化后的装配工艺对KDP晶体装配附加面形畸变的抑制和倍频转换效率的实验验证。

实验结果表明：提出的工艺方法对KDP晶体装配附加面形畸变具有良好的抑制效果，实测面形PV值为6.51 μm，二倍频转化效率可达72.6%，且重复装配的一致性良好。

该方法大幅提升了晶体倍频效率和远场光斑质量，并在工程上得到应用与推广。

关键词：激光装置；KDP晶体；装配附加面形；点支撑；频率转换效率中图分类号：TN242；TH162 文献标识码：A doi：10.37188/OPE.20233109.1347Mounting optimization on large aperture KDP crystal tominimize assembling deformationQUAN Xusong1，DU Weifeng1，CHU Dongya1，2，ZHOU Hai1*，YE Lang1（1.Research Center of Laser Fusion， China Academy of Engineering Physics， Mianyang 621900， China；2.Mechanical Department， Tsinghua University， Beijing 100084， China）* Corresponding author， E-mail： a697097@Abstract：In the high-power laser facility，control of the surface deformation of the large-aperture KDP crystal is the key factor to reduce the frequency-conversion efficiency. To improve the assembling quality of the KDP crystal， a point-supporting process method is proposed for minimizing the assembly deforma⁃tion. First， a genetic algorithm is used to optimize the support points and their distribution scheme. Sec⁃ond， the finite-element method is used to optimize the assembling preload. Finally， mounting optimization design process experiments are conducted to evaluate the surface deformation and the frequency-doubling conversion efficiency. The experimental results indicate that the proposed method is effective for minimiz⁃ing the assembling deformation of the KDP crystal； the measured PV value is 6.51 μm， and the measured conversion efficiency of second-harmonic generation reaches 72.6% with excellent assembling repeatabili⁃ty. This result significantly improves the frequency-doubling efficiency and the quality of the far-field spot and has been widely used and promoted in engineering.文章编号1004-924X（2023）09-1347-10收稿日期：2022-11-04；修订日期：2022-12-17.基金项目：国家自然科学基金资助项目（No.51975322）；北京市自然科学基金资助项目（No. 3212006）第 31 卷光学精密工程Key words： laser facility；KDP crystal；assembly deformation；point-supporting；frequency conversion efficiency1 引言终端光学组件作为高功率固体激光装置中末端的核心单元，其主要功能之一为将波长为1 053 nm的高能红外激光转化为波长为351 nm 的紫外激光。

KDP晶体支撑系统工作姿态确定苏瑞峰;陈晓娟;朱明智;吴文凯;黄湛;汪宝旭【摘要】With the aim to investigate optimum operating postures of the supporting system of a KDP crystal,the influence of operating posture on the gravity-induced distortion of the supporting system,as well as the deflection of the KDP crystal and the incident angle change of the laser beam due to the distortion were studied.A concept of key stiffness component was proposed to theoretically analyze the gravity-induced distortion of the supporting system on the occasion of various operating ing the finite element method,the gravity-induced distortions of the supporting system with different operating postures,the induced deflection of the KDP crystal and the incident angle change of the laser beam were calculated and then compared,thus the influence of the key stiffness components were figured out.The numerical results show that under the function of the key stiffness components,the distortion of the supporting system,the deflection of the KDP crystal and the induced incident angle change vary with the operating postures,and the minimum incident angle change is 76 μrad when the supporting system operates under the optimum operating posture.Hence,the optimum result meets the requirement for ascertainment of the operating posture of KDP crystal supporting systems.%为了确定一个KDP晶体支撑系统的合理工作姿态,研究了工作姿态对支撑系统变形、KDP晶体偏转和激光束入射角的影响.首先,提出了关键刚度分量的概念,并采用这一概念对不同工作姿态时支撑系统在重力作用下的变形进行了理论分析.其次,采用有限元方法计算了重力作用下支撑系统的变形,以及由此引起KDP晶体的偏转和激光束入射角的变化.最后,对不同工作姿态时支撑系统的变形、KDP晶体的偏转和激光束入射角的变化进行比较,并分析了关键刚度分量的影响.数值计算结果表明,受关键刚度分量的影响,不同工作姿态下支撑系统的变形、引起KDP晶体的偏转和激光束入射角的变化不同.支撑系统为最优工作姿态时,激光束入射角的变化达到最小值76 μrad.这一结果满足KDP晶体支撑系工作姿态确定的相关要求.【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2017(025)003【总页数】9页(P632-640)【关键词】惯性约束聚变;KDP晶体;支撑系统;工作姿态;关键刚度分量;变形【作者】苏瑞峰;陈晓娟;朱明智;吴文凯;黄湛;汪宝旭【作者单位】中国工程物理研究院总体工程研究所,四川绵阳621900;中国工程物理研究院总体工程研究所,四川绵阳621900;中国工程物理研究院总体工程研究所,四川绵阳621900;中国工程物理研究院总体工程研究所,四川绵阳621900;中国工程物理研究院总体工程研究所,四川绵阳621900;中国工程物理研究院总体工程研究所,四川绵阳621900【正文语种】中文【中图分类】TL632.1;TH122为了实现惯性约束聚变，世界各国建立了众多大型固体激光装置，如美国的“国家点火装置”(National Ign ition Facility，NIF)[1]和中国的神光III装置[2]。

KDP晶体相变界面微观形貌及大台阶形成的AFM观察曹亚超;李明伟;程旻;宋洁;胡志涛【摘要】采用原子力显微镜实时和非实时观察了不同过饱和度下 KDP 晶体(100)面相变界面微观形貌,观察到晶体从生长死区恢复生长的过程；首次得到大台阶形成过程的实时 AFM图像,解释了大台阶的形成机理；分析了台阶失稳的原因。

结果表明,不同实验条件下,KDP(100)面相变界面均呈现为台阶面。

在低过饱和度下,生长台阶来源于螺位错；在较高过饱和度下,层状台阶列来源于二维核。

%The micro topography of phase interface of KDP (100)face under different supersaturation were inves-tigated by using in situ and ex situ AFM technique.The recovery of crystal growth from the dead zone was ob-served.The in situ AFM images of the generating process of the macrostep were obtained for the first time. The formation mechanism of macrostep was explained.The instability of the step was analyzed.The results show that the micro topography of phase interface of KDP (100)face under different experimental conditions all exhibited as stepped surfaces.The growth steps result from spiral dislocation at lower supersaturation,while layer step flows are yielded by two-dimensional nucleation at higher supersaturation.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2013(000)017【总页数】6页(P2494-2499)【关键词】KDP;相变界面;大台阶;AFM;层状台阶列【作者】曹亚超;李明伟;程旻;宋洁;胡志涛【作者单位】重庆大学动力工程学院，低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室，重庆 400030;重庆大学动力工程学院，低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室，重庆 400030;重庆大学动力工程学院，低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室，重庆 400030;重庆大学动力工程学院，低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室，重庆 400030;重庆大学动力工程学院，低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室，重庆 400030【正文语种】中文【中图分类】O7821 引言晶体生长是一个热力学一级相变过程。

KDP晶体应力数字式检测方法魏小红;高波;李强;徐凯源;刘昂;柴立群【摘要】使用高精度数字式应力仪测量KDP晶体的应力,给出整体应力分布.通过沿光轴方向测量,消除晶体.光和e光的双折射效应的影响,准确得到晶体材料自身的应力双折射分布.实验结果表明,测量重复性优于0.1nm/cm.对KDP晶体材料应力的高精度数字式检测对于加工和使用具有重要的指导意义.%Using the high precision digital stress measurement instrument, we measured the stress of KDP crystal. Through measuring the optical axis of KDP, the birefringence of ordinary light and extraordinary light is diminished, and the inner stress of the KDP is gained, The repeatability of measurement is better than 0.1 nm/cm. The high precision digital stress measurement of KDP is of great importance to machining and utilization.【期刊名称】《光电工程》【年(卷),期】2011(038)012【总页数】5页(P52-56)【关键词】数字式应力仪;KDP晶体;应力双折射;光学检测【作者】魏小红;高波;李强;徐凯源;刘昂;柴立群【作者单位】成都精密光学工程研究中心,成都610041;成都精密光学工程研究中心,成都610041;成都精密光学工程研究中心,成都610041;成都精密光学工程研究中心,成都610041;成都精密光学工程研究中心,成都610041;成都精密光学工程研究中心,成都610041【正文语种】中文【中图分类】O437;TN247光学玻璃通常是各向同性的，即折射率在各个方向都相同。

kdp晶体各向异性力学特性分析KDP晶体是一种常用的激光晶体，是应用在激光器件的关键材料之一，其优异的特性使其得到了广泛的应用，特别是在通信、军事和空间技术领域。

在这项技术的发展和应用中，KDP晶体各向异性力学特性是极其重要的，它不仅决定激光特性和光学性能，而且还具有改变激光特性的能力，可以提供卓越的功能性，也可以有效地抑制激光失真。

本文将介绍KDP晶体的各向异性力学特性，以及如何有效的分析它们，从而可以更好的利用这种晶体材料来实现高性能的激光设备。

【KDP晶体各向异性力学特性简介】KDP晶体属于类卤素化物的无穷晶系，具有较强的晶体各向异性力学特性，这是由于KDP晶体晶元均匀排列，有许多垂直于晶轴的键，它们可以抵抗侧向内部拉伸到极限时所产生的应力。

KDP晶体具有较高的工作温度和较低的泊松比，可以提供较强的晶体拉伸和临界温度，这些特性有助于增强激光输出的稳定性。

此外，KDP晶体可以抑制高次谐波失真，提高激光器件的精度和性能。

【KDP晶体各向异性力学特性分析】KDP晶体各向异性力学特性分析主要包括光谱分析、力学性能测试和温度测量三大方面。

1.光谱分析：通常使用X射线衍射分析仪测量KDP晶体晶体结构，例如晶粒尺寸、结晶度和结晶质量等。

它还可以检测晶体的非晶化特征以及微结构的变化。

这些结果可以有助于分析KDP晶体的拉伸特性，晶体缺陷对拉伸性能的影响，以及晶体表面晶粒的影响。

2.力学性能测试：可以使用力学性能测试仪来测量KDP晶体的抗弯能力、拉伸强度、变形、断裂点等性能参数。

这些参数可以有助于确定KDP晶体的机械性能，同时也可以为KDP晶体后续研究和应用提供参考。

3.温度测量：KDS晶体的晶体各向异性力学特性也受温度的影响，可以通过物理或化学方法测量晶体的临界温度和熔融温度，以及晶体在不同温度下的拉伸强度和变形率等参数，从而确定晶体在不同温度下的力学性能，更好地利用晶体材料的性能。

【结论】以上就是KDP晶体各向异性力学特性的分析方法，通过这些方法来确定KDP晶体的特性参数，为激光器件的研究和应用提供科学依据，有利于激光器件的进一步发展。

KDPDKDP倍频晶体吸收系数的斜入射测量高波;杨斌;李强;姜昌录;黎高平;柴立群【摘要】考虑惯性约束聚变系统中的磷酸二氢钾/磷酸二氘钾(KDP DKDP)的吸收系数直接影响系统的转换效率及最终输出能量,本文研究了KDPDKDP倍频晶体吸收系数的测量方法.提出了新的基于朗伯定律的倍频晶体吸收系数斜入射测量法.建立了斜入射状态下入射光偏振态与晶体o光和e光的关系模型,推导了小角度入射下晶体e光折射率的迭代计算方法.采用该方法计算了晶体的e光折射率,通过测量得到的数据间接计算出了KDPDKDP倍频晶体吸收系数.详细分析了该方法在测量过程中的各项误差来源,得出该方法测量误差优于0.000 2 cm-1.最后,对一块40mm×40 mm× 60 mm的开关晶体元件进行测试并与分光光度法比对以验证提出方法的可行性,结果显示两种测量方法的偏差小于0.000 2 cm-1,表明该方法可用于惯性约束聚变系统中倍频晶体吸收系数的测量.【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2016(024)012【总页数】7页(P3041-3047)【关键词】磷酸二氢钾/磷酸二氘钾(KDPDKDP)倍频晶体;吸收系数测量;斜入射;比尔朗伯原理【作者】高波;杨斌;李强;姜昌录;黎高平;柴立群【作者单位】中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳621900;西安应用光学研究所陕西西安710065;中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳621900;西安应用光学研究所陕西西安710065;西安应用光学研究所陕西西安710065;中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳621900【正文语种】中文【中图分类】O437;O734.1磷酸二氢钾/磷酸二氘钾KDP\DKDP晶体在惯性约束聚变系统中作为频率转换元件或调Q开关元件, 对系统最终输出能量起着至关重要的影响。

为达到一定的转换效率, 晶体光轴方向与光束传播方向必须满足一定的角度要求,即相位匹配角。

KDP晶体及晶体生长技术介绍摘要：KDP晶体是一种性能优良的电光非线性光学晶体，以及能快速生长、长成大尺寸晶体而成为国内外研究的热点。

本文主要对KDP晶体以及KDP晶体降温溶液法晶体生长技术的介绍。

关键词：KDP晶体、研究热点、溶液降温法、生长技术引言磷酸二氢钾晶(KDP)体是20世纪40年代发展起来的一类优良的非线性光学晶体材料，KDP(磷酸二氢钾)晶体的研究已有70多年的历史，其生长机理、生长技术和晶体性能等方面都有广泛深入的研究，已经有了一套系统的晶体生长理论。

KDP(KH2PO4)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。

降温法是目前最常用的生长KDP晶体的方法，是通过生长溶液的缓慢降温来获得晶体生长所需要的过饱和度来进行的。

综合考虑其电光性能，特大尺寸、高质量的KDP晶体成为大功率激光器中主要光学晶体材料之一。

因此通过改变KDP晶体生长条件和利用添加剂生长大尺寸高光学质量的KDP晶体成为国内外研究的热点。

KDP晶体在常温下有2种晶型,一种是四方相，另外一种是单斜相,单斜相晶体没有实用价值.因此采用降温法生长KDP晶体，只能亚稳相生长,而遇到最大的困难是四方相晶体在生长过程中容易发生晶变，溶液中出现单斜相，并且一旦这种现象出现，四方相就很难继续长大,这成为生长大尺寸晶体的最大的障碍。

而影响因素包括:溶液的稳定性、过饱和度的控制精度、热量和溶质传递的强迫对流、籽晶的制备等一系列因素。

1.KDP晶体介绍KDP晶体是一种性能优良的电光非线性光学晶体。

综合考虑其电光性能，以及易于生长、生长尺寸比较大的特点，特大口径、高质量的KDP晶体成为大功率激光器中主要光学晶体材料之一。

传统方法生长大尺寸KDP晶体周期长、成本高，很难满足对KDP晶体的大量需求，因此快速生长大尺寸高质量的KDP晶体成为国际研究的热点。

快速生长KDP晶体对生长条件要求很高，要求溶液有高的稳定性，同时要保证快速生长的KDP晶体光学均匀性好，缺陷较少，具有好的光学质量，以满足高功率激光器对KDP晶体的应用要求。

第50卷第4期2021年4月人㊀工㊀晶㊀体㊀学㊀报JOURNAL OF SYNTHETIC CRYSTALS Vol.50㊀No.4April,2021超大尺寸KDP /DKDP 晶体研究进展张力元,王圣来,刘㊀慧,徐龙云,李祥琳,孙㊀洵,王㊀波(山东大学,晶体材料研究所,晶体材料国家重点实验室,济南㊀250100)摘要:KDP /DKDP 晶体具有生长方法简单㊁成本较低㊁光学性能良好等优点,而可生长出的超大尺寸KDP /DKDP 晶体是目前唯一可用于高功率激光工程的单晶材料㊂但是在晶体的生长过程中存在很多影响因素,同时对晶体进行后处理也会影响晶体的性能,这都直接关系到超大尺寸KDP /DKDP 晶体的实际应用㊂鉴于此,本文综述了近些年超大尺寸KDP /DKDP 晶体的重要研究进展,特别是针对传统生长和快速生长中存在的问题和相应的解决对策以及晶体性能相关的研究,并重点对晶体的透过率㊁氘化率㊁激光诱导损伤等进行了分析和讨论㊂关键词:超大尺寸;KDP /DKDP;生长;缺陷;性能中图分类号:O781㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1000-985X (2021)04-0724-08Research Progress of Oversized KDP /DKDP CrystalsZHANG Liyuan ,WANG Shenglai ,LIU Hui ,XU Longyun ,LI Xianglin ,SUN Xun ,WANG Bo (State Key Laboratory of Crystal Materials,Institute of Crystal Materials,Shandong University,Jinan 250100,China)Abstract :KDP /DKDP crystal has the advantages of simple growth method,low cost and good optical properties,while the oversized KDP /DKDP crystal is the only single crystal material that can be used in high power laser engineering.However,there are many factors in the process of crystal growth,and the post-treatment of crystal will also affect the performance of crystal,which is directly related to the practical application of oversized KDP /DKDP crystal.Accordingly,this paper reviews the important research progress of oversized KDP /DKDP crystals in recent years,especially for the traditional growth and rapid growth problems and the corresponding countermeasures as well as the properties-related of research,and the transmittance,deteration level and laser-induced damage of oversized KDP /DKDP crystals are analyzed and discussed with key point.Key words :oversized;KDP /DKDP;growth;defect;property㊀㊀收稿日期:2021-03-19㊀㊀作者简介:张力元(1991 ),男,山东省人,博士研究生㊂E-mail:zhangly1991@ ㊀㊀通信作者:王圣来,博士,教授㊂E-mail:slwang67@0㊀引㊀㊀言磷酸二氢钾(KH 2PO 4,即KDP)晶体及其同位素(K(D x H 1-x )2PO 4,即DKDP)晶体以其生长方法简单㊁光学性能优良等优点得到广泛的应用,具有悠久研究历史[1]㊂尤其是20世纪60年代初,激光技术的出现促进了KDP /DKDP 晶体更大的应用和发展[2]㊂从近红外到紫外区间,KDP 类晶体都有很高的透过率,并可对1064nm 激光实现二倍频和三倍频甚至是四倍频[3]㊂目前为止,KDP /DKDP 晶体在兼具良好的非线性光学参数优点外,以其明显的尺寸优势成为唯一可用于惯性约束核聚变(ICF)工程中的单晶材料[4-6]㊂美国的国家点火装置(NIF)中大约需要600片截面达40cm ˑ40cm 以上的KDP /DKDP 晶片来应用于普克尔斯盒和激光倍频装置中[7]㊂在2012年,NIF 证实可输出1.8MJ 紫外光,而我国的神光-Ⅲ主机装置在2015年基本完成建设并可提供180kJ 的紫外光输出[8-9]㊂随着我国ICF 工程的持续推进,试验中对非线性光学晶体的质量和尺寸要求进一步严苛㊂为了提高超大尺寸KDP /DKDP 晶体的生长稳定性和晶体质量,研究人员致力于生长温度区间的控制㊁过饱和度的设计和生长溶液酸碱度的调控等[10-12]㊂但是,在晶体生长溶液中难免会存在少量的杂质,而有些杂质会干扰晶体生长的稳定[13]㊂有些杂质会被吸附到晶体的生长面中,进而影响晶体的光学质量[14]㊂㊀第4期张力元等:超大尺寸KDP/DKDP晶体研究进展725㊀同时,ICF工程对KDP类晶体性能的要求主要体现在两个方面:倍频效率和抗激光损伤能力[15]㊂因此,相关研究人员也一直致力于过滤以及晶体后处理等研究来进一步提高晶体质量[16]㊂例如,采用热退火或者激光亚阈值退火的手段来提高晶体的光学质量[17]㊂基于应用背景,本文系统综述了超大尺寸KDP/DKDP晶体生长及性能的重要研究进展,介绍了过滤㊁退火等方法对提升晶体质量的作用㊂1㊀超大尺寸KDP/DKDP晶体的生长KDP类晶体是人工合成的最早晶体之一㊂超大尺寸KDP/DKDP晶体的生长方法有多种,如传统降温法[18]㊁恒温循环流动法[19]㊁ 点籽晶 快速生长法等[20]㊂以传统降温法生长时,晶体生长速度仅为0.5~ 1mm/d[21]㊂为了改善这种窘境,相关研究人员发明了 点籽晶 快速生长法㊂其晶体生长速度有了大幅度提高,最快可达约50mm/d[22]㊂然而,如果过饱和度控制不当,快速生长法容易出现雪崩的问题[23]㊂1.1㊀传统生长在传统降温法生长大尺寸KDP/DKDP的过程中,温差对晶体开裂有至关重要的影响,而温度的变化会引起晶体应力分布的变化[24]㊂在传统降温法晶体降温生长的一段时间后,多晶帽区与单晶透明区的晶格失配会导致晶体产生内应力,进而导致晶体开裂㊂实验观察发现晶体的尺寸越大,这类开裂的风险越高,实际大尺寸开裂现象如图1所示[25]㊂图1㊀传统降温法生长的大尺寸KDP晶体开裂照片[25]Fig.1㊀Photograph of cracks in a large-scale KDP crystal grown by the conventional cooling method[25]基于实际开裂现象,从力学角度来分析晶体的开裂机制可对超大尺寸晶体的生长提供理论指导㊂张强勇等[26]通过试验准确地获得了KDP晶体的基本物理力学参数,确定KDP晶体材料为典型的弹脆性材料,表现出抗压不抗拉特性㊂孙云等[27-28]报道显示晶体中存在的杂质离子,如SO2-4㊁Na+等离子,会导致晶体内热膨胀系数的差异㊂大尺寸晶体内热膨胀系数的不均匀会产生内应力,可能引起晶体出现开裂现象[29]㊂近年来,Huang等[30-31]实验研究了KDP晶体的弯曲强度和断裂韧性等力学特性,采用实验与有限元计算模拟相结合的手段研究了不同尺寸籽晶进入生长溶液过程中出现开裂的现象,如图2所示㊂模拟研究发现籽晶在出现开裂现象前,其所能承受的温差会随自身尺寸的增大而减小,籽晶呈现出耐升温但不耐降温的现象㊂结果说明尺寸效应对晶体的内应力影响显著,这与实际观察到的大尺寸晶体生长开裂现象吻合,这也为超大尺寸晶体在实际出槽过程中防止出现开裂提供理论参考㊂1.2㊀快速生长无论是传统降温法还是恒温循环流动法,大尺寸的籽晶都会形成大尺寸的恢复区,进而导致位错等缺陷源的产生[32-33]㊂为了提高晶体的生长速度和减少晶体因恢复区带来的缺陷,研究人员在20世纪80年代左右开始重点研究快速生长技术㊂近年来,国内外相关研究人员致力于利用 点籽晶 快速生长技术提高KDP/DKDP晶体的生长速度,制备出超大尺寸的晶体[34-35]㊂例如,Zhuang等[36]利用快速生长技术,生长出重达300kg的KDP单晶,尺寸达到57cmˑ52cmˑ52cm㊂近些年,山东大学采用 点籽晶 快速生长法,在含有连续过滤系统的生长装置中获得了口径达60cm的KDP单晶,采用z向籽晶成功生长出尺寸达15cm级且氘含量超过98%的DKDP晶体[37-38]㊂虽然利用 点籽晶 技术能够快速生长出超大尺寸晶体,但是生长得到的晶体同时存在锥柱交界区的现726㊀综合评述人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第50卷象㊂有研究发现经快速生长的KDP晶体锥柱交界区的抗激光损伤性能较差[39],快速生长法得到的KDP晶体的锥柱交界区的非线性吸收远大于锥区㊁柱区[40],这些研究结果意味着快速生长法得到的KDP晶体由于锥柱交界区的存在使得晶体光学均匀性变差㊂为了解决快速生长法晶体产生锥柱交界区的问题,Chen 等[41]首次采用柱状籽晶成功利用快速生长法生长出不含锥区的方形DKDP晶体,晶体支架和实际生长的晶体如图3所示㊂图2㊀四种尺寸降温籽晶放入45ħ溶液中开裂时刻的温度和应力分布,其中A㊁C点分别为最大㊁次大主应力位置, AB㊁CD为裂纹起始路径,S1㊁S3样品旁的插图展示了较大应力所在外表面应力方向(S1为36mmˑ36mmˑ5mm, S2为36mmˑ36mmˑ15mm,S3为36mmˑ36mmˑ30mm,S4为50mmˑ50mmˑ30mm)[30] Fig.2㊀Temperature andσ1distribution in cooled samples at the time of cracking with a solution of45ħ,where pointsA and C are the locations of the maximumσ1and secondaryσ1,AB and CD are the crack initiation paths,and theillustrations in the S1and S3sample diagrams show theσ1direction of one outer surface(S1is36mmˑ36mmˑ5mm, S2is36mmˑ36mmˑ15mm,S3is36mmˑ36mmˑ30mm,S4is50mmˑ50mmˑ30mm)[30]图3㊀(a)籽晶架示意图和(b)快速生长的长方体DKDP晶体[41]Fig.3㊀(a)Schematic diagram of the crystal holder and(b)rapidly grown cuboid DKDP crystal[41]由于籽晶架上下挡板的存在使得晶体只能在柱面扩展,此种设计成功避免了KDP/DKDP晶体快速生长过程中的锥柱交界区问题㊂因为这种长方体DKDP晶体具有规则的形状,因此在生长过程中计算晶体的质量和精确控制溶液的过饱和度是很容易的㊂晶体(200)面单晶X射线衍射峰半高宽为0.010ʎ,表明生长的㊀第4期张力元等:超大尺寸KDP/DKDP晶体研究进展727㊀晶体结晶质量也较高㊂采用此新颖的晶体生长方法进行超大尺寸晶体的生长,为制备ICF器件提供了便利㊂2㊀KDP/DKDP晶体的性能研究无论何种方法生长得到的大尺寸KDP/DKDP晶体,它们的质量关乎高功率激光工程的应用可靠性㊂基于应用背景,本节就KDP/DKDP晶体的透过率㊁氘化率㊁激光损伤等性能展开叙述㊂2.1㊀透过光谱研究发现晶体中长入一些异质离子等杂质会对透过率光谱产生明显的影响,图4表示出了四种典型的掺杂剂对KDP晶体透过率的影响㊂可以看出,高价态的Sn4+会在紫外区产生吸收[42],而晶体中存在的Fe3+也会在紫外区产生明显的吸收现象[43]㊂掺杂金属阳离子的KDP类晶体在紫外区透过率下降,这种现象主要归因于高价态的金属阳离子对紫外光的本征吸收㊂由于CrO2-4与PO3-4构型相似,可以进入KDP晶体,导致晶体的透过率降低,尤其是在280nm和370nm产生强吸收[44]㊂当KDP生长溶液中加入CDTA后,生长出的晶体的透过率明显提高,尤其是在紫外区㊂这是由于CDTA与生长溶液中的杂质阳离子存在络合作用,进而生长溶液中的杂质阳离子进入到晶体的量变少,表现为CDTA的加入提高了KDP晶体在紫外区的透过率[45]㊂这些研究说明生长溶液中存在的一些杂质阳离子会显著降低晶体的透过率,而在晶体生长溶液中添加少量的金属离子络合剂,如CDTA,反而会提高晶体的透过率㊂图4㊀掺杂KDP晶体的透过率光谱[42-45]Fig.4㊀Transmittance spectra of doped KDP crystal[42-45]D c(%)=2.64ˑ[ν1(KDP)-ν1(DKDP)](1)另外,DKDP晶体的氘化程度不同也会使晶体在红外光谱中相应的O-H键振动峰和PO4基团的振动峰发生位移,如图5(b)所示,同样也可用相关公式计算晶体中氘含量㊂当晶体的生长溶液的氘化率低于92%时,拉曼光谱和红外光谱都可以用来测定DKDP晶体的氘化率㊂然而,当晶体的生长溶液的氘化率高于92%时,相对于拉曼光谱测试,红外光谱测得晶体的氘化率结果更精确㊂728㊀综合评述人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第50卷2.2㊀DKDP晶体的氘含量拉曼光谱是根据PO4振动峰的变化,方便地测定DKDP晶体氘化程度的常用表征手段[46]㊂氘化程度与PO4振动峰Raman位移之间定量关系的准确性是确定晶体氘化程度的关键(见图5(a))㊂如式(1)所示,其中ν1(KDP)和ν1(DKDP)分别代表PO4振动峰在拉曼光谱中对应的波数,可计算出晶体中的实际氘含量D c㊂图5㊀DKDP晶体的拉曼光谱(a)和红外光谱(b)[46]Fig.5㊀Raman spectra(a)and IR spectra(b)of DKDP crystals[46]2.3㊀激光损伤影响KDP/DKDP晶体激光损伤的因素有很多,如杂质离子[47-49]等㊂针对晶体的激光损伤现象,研究人员也通过各种方法来提高KDP/DKDP晶体的抗激光损伤性能,如采用过滤溶液[50]㊁热退火[51-52]等㊂当生长溶液中掺入KDP原料中常见的Fe3+㊁Cr3+或Al3+等杂质阳离子时,生长得到的晶体中就会含有痕量的阳离子杂质,这些杂质阳离子也会成为降低晶体激光损伤阈值的因素㊂Runkel等[49]通过研究这些杂质阳离子对KDP晶体激光损伤的影响发现,虽然Fe3+㊁Cr3+或Al3+等杂质阳离子掺杂浓度较低,但是晶体样品的抗激光损伤性能都不满足NIF工程的应用要求,说明杂质阳离子对晶体抗激光损伤性能的影响甚大㊂在晶体的生长过程中,采用连续过滤的方法可有效提高晶体的抗激光损伤性能㊂例如,Wang等[50]设计了溶液分别在未过滤㊁经100nm孔径滤膜过滤㊁经100nm滤膜过滤然后再经30nm滤膜双重过滤的条件下生长KDP晶体的对比实验,结果如图6(a)所示㊂这项对比实验有力地说明持续过滤对提高KDP/DKDP晶体的抗激光损伤性能的正面作用㊂另外,对生长得到的晶体进行后处理也是提高晶体损伤性能的有效途径之一㊂例如,Cai等[51]将DKDP晶体分别在不同的温度下保温96h,对比了不同温度热处理后的晶体抗激光损伤性能,结果如图6(b)所示㊂相对于未经热退火的晶体,随着热处理温度的升高晶体的抗激光损伤性能得到改善㊂相关研究发现KDP晶体内部可检测到的微缺陷浓度经热退火后降低,表明532nm波长下KDP 晶体的激光损伤与晶体中微缺陷浓度有关[53]㊂图6㊀KDP晶体的损伤曲线[50-51]Fig.6㊀Damage curves of KDP crystals[50-51]㊀第4期张力元等:超大尺寸KDP/DKDP晶体研究进展729㊀3㊀结语与展望本文简要综述了大尺寸KDP/DKDP晶体的生长方法和相关性能的研究现状㊂晶体的开裂现象相关实验和理论研究有利于防止实际大尺寸晶体的开裂,新发展的柱状籽晶生长法可有效避免锥柱交界的问题产生㊂在晶体生长溶液中添加少量的金属离子络合剂会提高晶体的光学质量,对生长溶液进行连续过滤以及对晶体进行热处理等操作也会改善晶体的光学和抗激光损伤性能㊂综上所述,高纯度的晶体生长原料是基础,合适的生长条件和有效避免杂质等影响是关键,生长得到的晶体进行后处理是妙招㊂统筹好以上各个步骤的协作,可以使大尺寸KDP/DKDP晶体更加符合高功率激光工程的应用要求㊂参考文献[1]㊀王圣来,丁建旭.KDP晶体的研究进展[J].人工晶体学报,2012,41(S1):179-183+188.WANG S L,DING J X.Research progress of KDP crystal[J].Journal of Synthetic Crystals,2012,41(S1):179-183+188(in Chinese).[2]㊀GIORDMAINE J A.Mixing of light beams in crystals[J].Physical Review Letters,1962,8(1):19.[3]㊀魏晓峰,张小民,隋㊀展,等.大口径KDP晶体高效率倍频的实验研究[J].中国激光,1990,17(12):737-740.WEI X F,ZHANG X M,SUI Z,et al.Experimental research on efficient frequency doubling using a large aperture KDP crystal[J].Chinese Journal of Lasers,1990,17(12):737-740(in Chinese).[4]㊀苏根博,曾金波,贺友平,等.大截面KDP晶体在激光核聚变研究中的应用[J].硅酸盐学报,1997,25(6):717-719.SU G B,ZENG J B,HE Y P,et al.Application of large section kdp crystals in the study of laser fusion[J].Journal of the Chinese Ceramic Society,1997,25(6):717-719(in Chinese).[5]㊀邵建达,戴亚平,许㊀乔.惯性约束聚变激光驱动装置用光学元器件的研究进展[J].光学精密工程,2016,24(12):2889-2895.SHAO J D,DAI Y P,XU Q.Progress on optical components for ICF laser facility[J].Optics and Precision Engineering,2016,24(12):2889-2895(in Chinese).[6]㊀王㊀静,张小民,李富全,等.大口径KDP晶体紫外光横向受激拉曼散射风险判据研究[J].中国激光,2011,38(5):0502011.WANG J,ZHANG X M,LI F Q,et al.Risk evaluation of transverse stimulated Raman scattering in large-aperture,high fluence KDP crystal [J].Chinese Journal of Lasers,2011,38(5):0502011(in Chinese).[7]㊀HAWLEY-FEDDER R A,ROBEY H F,BIESIADA T A,et al.Rapid growth of very large KDP and KD∗P crystals in support of the NationalIgnition Facility[C]//Inorganic Optical Materials II.San Diego,CA.SPIE,2000:152-161.[8]㊀MOSES E I,LINDL J D,SPAETH M L,et al.Overview:development of the national ignition facility and the transition to a user facility for theignition campaign and high energy density scientific research[J].Fusion Science and Technology,2016,69(1):1-24.[9]㊀郑万国,魏晓峰,朱启华,等.神光-Ⅲ主机装置研制进展[J].光电产品与资讯,2015,6(12):27-30.ZHENG W G,WEI X F,ZHU Q H,et al.Development of shenguang-iii host equipment[J].Photoelectric Products and Information,2015,6,(12):27-30(in Chinese).[10]㊀LI W D,YU G W,WANG S L,et al.Influence of temperature on the growth and surface morphology of Fe3+poisoned KDP crystals[J].RSCAdvances,2017,7(28):17531-17538.[11]㊀LI W D,LI Y,WANG S L,et al.The relationship between the laser damaged threshold and step velocity in different supersaturation regions[J].RSC Advances,2018,8(64):36453-36458.[12]㊀朱胜军,王圣来,丁建旭,等.过饱和度对KDP晶体生长与光学性能的影响研究[J].人工晶体学报,2013,42(10):1973-1977.ZHU S J,WANG S L,DING J X,et al.Effect of supersaturation on growth and optical properties of KDP crystal[J].Journal of Synthetic Crystals,2013,42(10):1973-1977(in Chinese).[13]㊀朱胜军,王圣来,刘光霞,等.KDP晶体快速生长溶液的稳定性研究[J].人工晶体学报,2013,42(3):388-391.ZHU S J,WANG S L,LIU G X,et al.Study on the solution stability of KDP crystal at fast crystal growth rate[J].Journal of Synthetic Crystals, 2013,42(3):388-391(in Chinese).[14]㊀卢永强,王圣来,许心光,等.Al3+掺杂对KDP晶体生长习性的影响[J].硅酸盐通报,2009,28(4):631-635.LU Y Q,WANG S L,XU X G,et al.Effects of Al3+ion on the growth habit of KDP crystals[J].Bulletin of the Chinese Ceramic Society, 2009,28(4):631-635(in Chinese).[15]㊀王㊀波,梁晓亮,许心光,等. 点籽晶 法快速生长中等口径KDP单晶及其性能表征[J].人工晶体学报,2009,38(5):1051-1054.WANG B,LIANG X L,XU X G,et al.Rapid growth and properties characterization of middle scale KDP single crystal[J].Journal of Synthetic Crystals,2009,38(5):1051-1054(in Chinese).[16]㊀ZAITSEVA N,CARMAN L,SMOLSKY I,et al.The effect of impurities and supersaturation on the rapid growth of KDP crystals[J].Journal ofCrystal Growth,1999,204(4):512-524.730㊀综合评述人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第50卷[17]㊀王圣来,李丽霞,胡小波,等.热退火对KDP晶体微结构的影响[J].功能材料,2003,34(3):331-333.WANG S L,LI L X,HU X B,et al.The effect of thermal conditioning on microstructure of KDP crystals[J].Journal of Functional Materials, 2003,34(3):331-333(in Chinese).[18]㊀LIU W J,WANG S L,GU Q T,et al.Growth,structural and optical properties of12%-deuterated KDP crystals[J].Crystal Research andTechnology,2013,48(5):314-320.[19]㊀鲁智宽,高樟寿,李义平,等.溶液循环流动法生长大尺寸KDP晶体[J].人工晶体学报,1996,25(1):19-22.LU Z K,GAO Z S,LI Y P,et al.Growth of large KDP crystals by solution circulating method[J].Journal of Synthetic Crystals,1996,25(1): 19-22(in Chinese).[20]㊀ZAITSEVA N P,RASHKOVICH L N,BOGATYREVA S V.Stability of KH2PO4and K(H,D)2PO4solutions at fast crystal growth rates[J].Journal of Crystal Growth,1995,148(3):276-282.[21]㊀SASAKI T,YOKOTANI A.Growth of large KDP crystals for laser fusion experiments[J].Journal of Crystal Growth,1990,99(1/2/3/4):820-826.[22]㊀NAKATSUKA M,FUJIOKA K,KANABE T,et al.Rapid growth over50mm/day of water-soluble KDP crystal[J].Journal of Crystal Growth,1997,171(3/4):531-537.[23]㊀王圣来,付有君,孙㊀洵,等.KDP晶体过饱和度实时控制生长[J].人工晶体学报,2000,29(S1):103.WANG S L,FU Y J,SUN X,et al.Real-time control of supersaturation in growth of KDP crystal from aqueous solution[J].Journal of Synthetic Crystals,2000,29(S1):103(in Chinese).[24]㊀黄萍萍,王端良,李伟东,等.温度不均匀引起KDP晶体开裂的实验与模拟[J].硅酸盐学报,2018,46(7):929-937.HUANG P P,WANG D L,LI W D,et al.Crack of KDP crystals caused by temperature-nonuniformity[J].Journal of the Chinese Ceramic Society,2018,46(7):929-937(in Chinese).[25]㊀黄萍萍.KDP晶体开裂的实验与模拟研究[D].济南:山东大学,2019:61-74.HUANG P P.Experimental and simulation study of KDP crystal cracking[D].Jinan:Shandong University,2019:61-74(in Chinese). [26]㊀张强勇,刘德军,王圣来,等.KDP晶体力学参数测试与分析[J].人工晶体学报,2009,38(6):1313-1319.ZHANG Q Y,LIU D J,WANG S L,et al.Mechanical parameters test and analysis for KDP crystal[J].Journal of Synthetic Crystals,2009,38(6):1313-1319(in Chinese).[27]㊀孙㊀云,王圣来,顾庆天,等.硫酸盐掺杂导致KDP晶体开裂的研究[J].功能材料,2012,43(2):217-221.SUN Y,WANG S L,GU Q T,et al.Research on the crack induced by sulphate doping on KDP crystal[J].Journal of Functional Materials, 2012,43(2):217-221(in Chinese).[28]㊀孙㊀云,王圣来,姜㊀通,等.Na+对KDP晶体热膨胀及硬度的影响[J].功能材料,2013,44(12):1768-1771.SUN Y,WANG S L,JIANG T,et al.Effect of Na ions on the thermal expansion coefficient and hardness of KDP crystals[J].Journal of Functional Materials,2013,44(12):1768-1771(in Chinese).[29]㊀刘㊀琳,王圣来,刘光霞,等.大尺寸KDP/DKDP晶体热膨胀系数研究[J].人工晶体学报,2015,44(6):1443-1447+1453.LIU L,WANG S L,LIU G X,et al.Research on thermal expansion coefficient of large-aperture KDP/DKDP crystals[J].Journal of Synthetic Crystals,2015,44(6):1443-1447+1453(in Chinese).[30]㊀HUANG P P,WANG S L,WANG D L,et al.Study on the cracking of a KDP seed crystal caused by temperature nonuniformity[J].CrystEngComm,2018,20(23):3171-3178.[31]㊀HUANG P P,DING J X,WANG D L,et al.A study on fracture toughness of potassium dihydrogen phosphate single crystals[J].CrystEngComm,2019,21(8):1329-1334.[32]㊀YU B,XU L Y,WANG S L,et al.Study on Burgers vector of dislocations in KDP(010)faces and screw dislocation growth mechanism of(101)faces[J].RSC Advances,2021,11(14):7897-7902.[33]㊀DE YOREO J J,LAND T A,RASHKOVICH L N,et al.The effect of dislocation cores on growth hillock vicinality and normal growth rates ofKDP{101}surfaces[J].Journal of Crystal Growth,1997,182(3/4):442-460.[34]㊀WANG S L,GAO Z S,FU Y J,et al.Study on rapid growth of highly-deuterated DKDP crystals[J].Crystal Research and Technology,2003,38(11):941-945.[35]㊀ZAITSEVA N,CARMAN L.Rapid growth of KDP-type crystals[J].Progress in Crystal Growth and Characterization of Materials,2001,43(1):1-118.[36]㊀ZHUANG X X,YE L W,ZHENG G Z,et al.The rapid growth of large-scale KDP single crystal in brief procedure[J].Journal of CrystalGrowth,2011,318(1):700-702.[37]㊀刘发付.KDP/DKDP晶体生长及其残余应力研究[D].济南:山东大学,2017:1-23.LIU F F.Study on the growth and residual stress of KDP/DKDP crystal[D].Jinan:Shandong University,2017:1-23(in Chinese). [38]㊀ZHANG L S,YU G W,ZHOU H L,et al.Study on rapid growth of98%deuterated potassium dihydrogen phosphate(DKDP)crystals[J].Journal of Crystal Growth,2014,401:190-194.㊀第4期张力元等:超大尺寸KDP/DKDP晶体研究进展731㊀[39]㊀CHEN D Y,WANG B,WANG H,et al.Investigation of the pyramid-prism boundary of a rapidly grown KDP crystal[J].CrystEngComm,2019,21(9):1482-1487.[40]㊀XU L Y,LU C W,WANG S L,et al.A study on nonlinear absorption uniformity in a KDP crystal at532nm[J].CrystEngComm,2020,22(32):5338-5344.[41]㊀CHEN D Y,WANG B,WANG H,et al.Rapid growth of a cuboid DKDP(KD x H2-x PO4)crystal[J].Crystal Growth&Design,2019,19(5):2746-2750.[42]㊀WANG B,FANG C S,WANG S L,et al.The effects of Sn4+ion on the growth habit and optical properties of KDP crystal[J].Journal ofCrystal Growth,2006,297(2):352-355.[43]㊀WANG D L,LI T B,WANG S L,et al.Effect of Fe3+on third-order optical nonlinearity of KDP single crystals[J].CrystEngComm,2016,18(48):9292-9298.[44]㊀DING J X,WANG S L,XU X G,et al.Incorporation of Cr-containing anionic species into potassium dihydrogen phosphate crystal[J].Journalof Crystal Growth,2011,334(1):153-158.[45]㊀ZHU S J,WANG S L,DING J X,et al.Improvement of growth rate and optical performances of rapidly grown KDP crystal by adding cyclohexanediamine tetraacetic acid in growth solution[J].Journal of Crystal Growth,2014,388:98-102.[46]㊀LIU F F,XU M X,LIU B A,et al.Determination of deuteration level of K(H1–x D x)2PO4crystal[J].Optical Materials Express,2016,6(7):2221.[47]㊀GAO H,SUN X,XU X G,et al.Effect of Ba in KDP crystal on the wavelength dependence of laser-induceddamage[J].Chinese Optics Letters,2011,9(9):091402.[48]㊀朱胜军,王圣来,丁建旭,等.六偏磷酸盐对KDP晶体快速生长及光学性能的影响研究[J].功能材料,2014,45(1):1067-1071.ZHU S J,WANG S L,DING J X,et al.Effects of hexametaphosphate on rapid growth and optical properties of KDP crystals[J].Journal of Functional Materials,2014,45(1):1067-1071(in Chinese).[49]㊀RUNKEL M J,YAN M,DEYOREO J J,et al.Effect of impurities and stress on the damage distributions of rapidly grown KDP crystals[C]//Laser-Induced Damage in Optical Materials:1997.Boulder,CO.SPIE,1998:211-222.[50]㊀WANG Y L,ZHAO Y,XIE X Y,et ser damage dependence on the size and concentration of precursor defects in KDP crystals:viewthrough differently sized filter pores[J].Optics Letters,2016,41(7):1534-1537.[51]㊀CAI D T,PAN X B,XU X G,et al.Effect of annealing on nonlinear optical properties of70%deuterated DKDP crystal at355nm[J].CrystEngComm,2018,20(45):7357-7363..[52]㊀CHEN D Y,WANG B,WANG H,et al.Effect of thermal annealing on a cuboid DKDP crystal[J].Journal of Alloys and Compounds,2020,817:152812.[53]㊀ZHANG L Y,WANG S L,YANG H W,et al.Study on optical performance and532nm laser damage of rapidly grown KDP crystals[J].OpticalMaterials,2021,114:110995.。