本文選題：(D)KDP晶體 + 定向生長(zhǎng)��； 參考：《山東大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：可控的聚變能源由于其安全、環(huán)保的特點(diǎn),被普遍認(rèn)為是未來(lái)解決人類能源和環(huán)境問(wèn)題的主要途徑之一。而采用慣性約束核聚變(Inertial Confinement Fusion,簡(jiǎn)稱ICF)作為人類未來(lái)和平安全地獲得核聚變能源的有效手段得到了世界各國(guó)的普遍關(guān)注。大尺寸高功率激光驅(qū)動(dòng)器對(duì)其電光開(kāi)關(guān)和頻率轉(zhuǎn)換元件的要求是大尺寸、高質(zhì)量的晶體材料�？v觀現(xiàn)有的非線性光學(xué)晶體材料,只有磷酸二氫鉀(KH2PO4,簡(jiǎn)稱KDP)和磷酸二氘鉀(K(HxD1-x)2PO4,簡(jiǎn)稱DKDP)類晶體能夠滿足ICF工程對(duì)晶體材料的要求。KDP類晶體是一種優(yōu)秀的非線性光學(xué)晶體材料,人們對(duì)其研究的歷史已有80多年之久。在1960年激光技術(shù)出現(xiàn)后,KDP類晶體被廣泛的應(yīng)用于制作各種激光倍頻器件。(D)KDP晶片的制備,在滿足晶體的使用需求的前提下,提高晶體利用率和提高晶體的生產(chǎn)效率是產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵因素之一。(D)KDP晶體的生長(zhǎng)方法由耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)的傳統(tǒng)生長(zhǎng)法發(fā)展到現(xiàn)在的點(diǎn)籽晶快速生長(zhǎng)法。目前NIF中所使用的大部分KDP晶片是由快速生長(zhǎng)工藝提供的。為了進(jìn)一步提高晶體利用率,節(jié)省晶體生長(zhǎng)的成本及縮短晶體生長(zhǎng)的時(shí)間,我們開(kāi)始研究定向快速生長(zhǎng)(D)KDP晶體的技術(shù)。本論文針對(duì)定向快速生長(zhǎng)的(D)KDP晶體的生長(zhǎng)方法、宏觀及微觀的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)及定向快速生長(zhǎng)的(D)KDP晶體的各項(xiàng)性能進(jìn)行了研究與討論,為進(jìn)一步優(yōu)化定向快速生長(zhǎng)(D)KDP晶體的技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。論文的研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:1.進(jìn)行了(D)KDP晶體定向生長(zhǎng)的動(dòng)力學(xué)分析,對(duì)定向生長(zhǎng)的(D)KDP晶體的生長(zhǎng)機(jī)理進(jìn)行了一定的研究,包括宏觀方面的(D)KDP生長(zhǎng)溶液的生長(zhǎng)速度的測(cè)試,發(fā)現(xiàn)了在溶液氘含量相同的情況下,DKDP晶體生長(zhǎng)溶液的死區(qū)范圍隨飽和點(diǎn)的變化關(guān)系:隨著飽和點(diǎn)的降低,溶液死區(qū)范圍是呈波浪式增大;微觀方面的原子力顯微鏡觀察晶體表面形貌,研究了(D)KDP晶體的柱面臺(tái)階分布隨溶液過(guò)飽和度及籽晶方向不同的變化關(guān)系。對(duì)晶體生長(zhǎng)過(guò)程中的關(guān)鍵步驟進(jìn)行了研究,在不同條件下生長(zhǎng)了多塊定向(D)KDP樣品,整理了生長(zhǎng)成功及失敗的(D)KDP晶體的照片,探究了晶體生長(zhǎng)成敗的主要因素。同時(shí),在生長(zhǎng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn),籽晶方向?yàn)閍b方向的(D)KDP晶體由于在生長(zhǎng)初期,難以控制合適的過(guò)飽和度使柱面擴(kuò)展,所以晶體極易生長(zhǎng)成縱橫比較大的形狀,導(dǎo)致晶體在沒(méi)有足夠的柱面寬度的情況下生長(zhǎng)到生長(zhǎng)架邊緣,使晶體的可利用部分較小。結(jié)合對(duì)于生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)部分的研究,通過(guò)控制晶體恢復(fù)生長(zhǎng)過(guò)程中的過(guò)飽和度,使生長(zhǎng)出的ab籽晶方向的KDP晶體的柱面擴(kuò)展變大。2.系統(tǒng)研究了籽晶方向?qū)?D)KDP晶體的透過(guò)光譜、搖擺曲線、三倍頻轉(zhuǎn)換效率和激光損傷閾值的影響。對(duì)快速生長(zhǎng)的不同籽晶方向的(D)KDP晶體的搖擺曲線進(jìn)行了測(cè)試和對(duì)比,對(duì)比了定向生長(zhǎng)的(D)KDP晶體的結(jié)晶完整性,發(fā)現(xiàn)Z向、59°方向籽晶生長(zhǎng)的KDP及ab方向籽晶生長(zhǎng)的DKDP晶體的結(jié)晶完整性都比較好。測(cè)量了不同籽晶方向的(D)KDP晶體的透過(guò)光譜,發(fā)現(xiàn)59°方向與ab方向籽晶生長(zhǎng)的(D)KDP晶體的透過(guò)性能與Z向籽晶生長(zhǎng)的(D)KDP晶體差異不大。通過(guò)三倍頻轉(zhuǎn)換效率與激光損傷閾值的性能研究發(fā)現(xiàn):定向快速生長(zhǎng)的DKDP晶體與Z向生長(zhǎng)的DKDP晶體相比,Z向籽晶生長(zhǎng)的DKDP晶體的三倍頻轉(zhuǎn)換效率最高,損傷閾值也最高;ab方向籽晶快速生長(zhǎng)的DKDP晶體的三倍頻轉(zhuǎn)換效率與Z向籽晶生長(zhǎng)的DKDP晶體差異不大,激光損傷閾值最低;59°方向籽晶快速生長(zhǎng)的DKDP晶體的三倍頻轉(zhuǎn)換效率最低,但是激光損傷閾值比較高。
[Abstract]:The controllable fusion energy is widely regarded as one of the main ways to solve the problems of human energy and environment in the future because of its safety and environmental protection . In order to further optimize the growth kinetics of KDP crystals and to shorten the growth time of crystals , we have studied the growth mechanism of ( D ) KDP crystals .

【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O78

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