特异型非线性光学晶体生长技术

非线性光学随着激光的发明而成为一个具有重大应用意义的课题，Peter Franken等人所做的二次谐波产生实验标志了非线性光学这个领域的诞生而光参量放大直接引领了光通讯的发展。与此同时，非线性光学晶体的研究和生长也得到长足的发展，从最初的石英倍频晶体开始，不断涌现出各种新型高效多波段非线性光学晶体，并已在激光倍频、和频、差频、光参量放大以及电光调制、电光偏转等研究领域中广泛应用。其中KDP晶体是一种性能优良的电光非线性光学晶体,以其能快速生长成较大尺寸晶体而成为国内外研究的热点。其应用遍布从家用普通的激光指示笔到超级激光核聚变系统。

在能源领域，惯性约束聚变(Inertial Confinement Fusion, ICF)成为利用激光核聚变实现可控热核反应的主要渠道之一。惯性约束核聚变装置需要高光学质量、大口径的电光和非线性光学材料元件，该材料需具备以下基本条件：

1. 较大的电光系数和非线性系数

2. 高损伤阈值(>15J/cm², 1ns脉冲宽度)

3. 宽透过波段(近紫外~近红外)

4. 特大口径的晶体(F>300mm)

5. 合适的双折射率和低的折射率不均匀性

目前，只有KDP类晶体(包括DKDP)材料能同时满足上述五种特征条件，所以KDP类晶体是目前唯一可用于ICF工程的非线性光学材料，用来制作ICF装置中普克尔盒(Pockels cell)以及各种多级倍频器件(Frequency converter)。

本课题组在借鉴以往生长技术的基础上，以非常规方法对特型KDP晶体生长的新技术和方案进行探索，力求创新发展具有特种功能和特型应用的KDP晶体生长技术。

相关研究人员：

房常峰副研究员

Lu Deng教授

相关图片：

特型晶体生长实验（左）和KDP晶体的1064-nm激光倍频（右）

相关研究论文:

1. 鲁智宽, 高樟寿, 李义平, 王灿, 溶液循环流动法生长大尺寸KDP晶体, 人工晶体学报, 1996. 2, p. 19–22.

2. Guohui Li, Rapid Z-plate seed regeneration of large size KDP crystal from solution, J. Crystal Growth, 2008. 310, p. 36–39.

3. N. P. Zaitseva, L. N. Rashkovich, S. V. Bogatyreva, Stability of KH₂PO₄ and K(H,D)₂PO₄ solutions at fast crystal growth rates, J. Crystal Growth, 1995. 148, p. 276–282.

4. N. P. Zaitseva, J. J. De Yoreo, M. R. Dehaven, R. L. Vital, K. E. Montgomery, M. Richardson, L. J. Atherton, Rapid growth of large-scale (40-55cm) KH₂PO₄ crystals, J. Crystal Growth, 1997. 180, p. 255–262.

5. N. P. Zaitseva, J. Atherton, R. Rozsa, L. Carman, I. Smolsky, M. Runkel, R. Ryon, L. James, Design and benefits of continuous filtration in rapid growth of large KDP and DKDP crystals, J. Crystal Growth, 1999. 197, p. 911–920.

各研究级别职位招聘：

欢迎博士研究生，博士后研究人员，青年研究人员以及相关领域的中，高级研究人员加入我们的团队。

Open positions available in CORE, SDU (Qingdao), please see the Webpage below for details http://www.core.sdu.edu.cn/info/1152/2024.htm