上海光機所在高氘DKDP晶體光學及激光損傷特性方面取得新進展
近期,中國科學院上海光學精密機械研究所薄膜光學實驗室和福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所合作,在高氘DKDP晶體光學及激光誘導損傷特性方面取得新進展。相關成果以Optical and laser damage properties of 98% deuterium DKDP crystal in different crystal orientations為題發(fā)表于Optical Material。 KDP/DKDP晶體是性能良好的非線性光學晶體及電光晶體,具有高的電光系數(shù)、寬的透過波段、高的雙折射系數(shù)、易生長出大尺寸單晶等優(yōu)點,被廣泛應用于多種工業(yè)用途。高氘DKDP晶體作為電光開關、光參量啁啾脈沖放大器中光學元件,是高功率激光系統(tǒng)中的關鍵器件,其光學及激光誘導損傷特性對光學元件的使用壽命和高功率激光裝置的穩(wěn)定運行至關重要,因此有必要對應用于光開關及光參量啁啾脈沖放大領域的高氘DKDP晶體開展系統(tǒng)性研究。 研究團隊研究了光開關及OPCPA應用方向的高氘DKDP晶體的光學及激光誘導損傷性能,發(fā)現(xiàn)98%氘含量的DKDP晶體具有比KDP晶體更低的光學損耗;損傷閾值數(shù)據(jù)表明,98%氘含量DKDP晶體具有良好的抗激光損傷性能,光開關高氘DKDP晶體的激光損傷閾值為40 J/cm2 @ (1064 nm, 3 ns),OPCPA應用高氘DKDP晶體的532 nm激光損傷閾值沒有明顯的偏振依賴性,分別為24.2 J/cm2@ (532 nm, 3 ns, P)和19.9 J/cm2@ (532 nm, 3 ns, S);研究發(fā)現(xiàn)高氘DKDP晶體低通量損傷前驅(qū)體誘導的損傷點形貌主要由中心空洞和定向裂紋組成,定向裂紋的長度隨著輻照激光能量密度的增加而呈線性增加的趨勢,定向裂紋的形成與DKDP晶體體內(nèi)氫(氘)鍵的空間分布密切相關。本研究能夠為高氘DKDP晶體在高功率激光裝置中的應用提供參考。 ![]() 圖1.高氘DKDP晶體的透過率及激光誘導損傷閾值 ![]() 圖2.類高氘DKDP晶體低通量前驅(qū)體誘導的損傷點與化學鍵分布關系 相關工作得到了國家重點研發(fā)計劃、中國科學院國際合作局對外合作重點項目、國家自然科學基金、中國博士后面上基金及中國科學院特別研究助理項目的支持。 |