Kaliumdideuteriumfosfat (DKDP) er en slags ikke-lineær optisk krystall med utmerkede elektro-optiske egenskaper utviklet på 1940-tallet. Det er mye brukt i optisk parametrisk oscillasjon, elektro-optisk Q-veksling, elektro-optisk modulasjon og så videre. DKDP krystall harto faser: monoklinisk fase og tetragonal fase. De nyttig DKDP-krystall er tetragonal fase som tilhører D_2d-42m poenggruppe og ID¹²_2d -42d romgruppe. DKDP er en isomorfstruktur av kaliumdihydrogenfosfat (KDP). Deuterium erstatter hydrogen i KDP-krystall for å eliminere påvirkningen av infrarød absorpsjon forårsaket av hydrogenvibrasjoner.DKDP krystall med høyere deuterasjon rotteio har bedre elektro-optisk egenskaper og bedre ikke-lineære egenskaper.

Siden 1970-tallet, utviklingen av laser Inertial Confinement Fusion (ICF) teknologi har i stor grad fremmet utviklingen av en serie fotoelektriske krystaller, spesielt KDP og DKDP. Som an elektro-optisk og ikke-lineært optisk materiale brukt i ICF, krystallen er kreves for å ha høy transmittans i bølgebånd fra nær-ultrafiolett til nær-infrarød, stor elektro-optisk koeffisient og ikke-lineær koeffisient, høy skadeterskel, og å være i stand til å være forbereded inn stor blenderåpning og med høy optisk kvalitet. Så langt er det bare KDP- og DKDP-krystaller møtese krav.

ICF krever størrelsen på DKDP komponent å nå 400~600 mm. Det tar vanligvis 1-2 år å vokseDKDP krystall med så stor størrelse etter den tradisjonelle metoden av kjøling av vandig løsning, så det har blitt utført mye forskningsarbeid for å tilegne rask vekst av DKDP-krystaller. I 1982, Bespalov et al. studerte hurtigvekstteknologien til DKDP-krystall med et tverrsnitt på 40 mm×40 mm, og veksthastigheten nådde 0,5-1,0 mm/t, som var en størrelsesorden høyere enn den tradisjonelle metoden. I 1987, Bespalov et al. lykkes med å dyrke høykvalitets DKDP-krystaller med størrelse 150 mm×150 mm×80 mm av ved å bruke en lignende hurtigvekstteknikk. I 1990, Chernov et al. oppnådde DKDP-krystaller med en masse på 800 g ved å bruke punkt-frømetode. Veksthastigheten til DKDP krystaller inn Z-retning nåd 40-50 mm/d, og de i X- og Y-veibeskrivelse nåd 20-25 mm/d. Lawrence Livermore nasjonal Laboratory (LLNL) har utført mye forskning på fremstilling av store KDP-krystaller og DKDP-krystaller for behovene til Nrasjonell Ignition Facility (NIF) av USA. I 2012,Kinesiske forskere utviklet en DKDP-krystall med størrelse 510 mm×390 mm×520 mm hvorfra en rå DKDP-komponent av typen II frekvensdobling med størrelse på 430 mm var laget.

Elektro-optiske Q-switch-applikasjoner krever DKDP-krystaller med høyt deuteriuminnhold. I 1995, Zaitseva et al. vokste DKDP-krystaller med høyt deuteriuminnhold og veksthastighet på 10-40 mm/d. I 1998, Zaitseva et al. oppnådde DKDP-krystaller med god optisk kvalitet, lav dislokasjonstetthet, høy optisk ensartethet og høy skadeterskel ved bruk av kontinuerlig filtreringsmetode. I 2006 ble fotobadmetoden for dyrking av høy deuterium DKDP-krystall patentert. I 2015 krystaller DKDP med deuterasjonsrotteio på 98 % og størrelse på 100 mm×105 mm×96 mm ble med suksess dyrket punktvis-frø metode ved Shandong University av Kina. Ther krystall har ingen synlig makrofeil, og det er brytningsindeksasymmetri er mindre enn 0,441 ppm. I 2015, raskt vekst teknologiav DKDP-krystall med deuterasjonsrotteio på 90 % ble brukt for første gang i Kina for å forberede Q-bytte oming materiale, som beviser at hurtigvekstteknologien kan brukes for å forberede DKDP elektro-optisk Q-switch med en diameter på 430 mming komponent kreves av ICF.

DKDP-krystall utviklet av WISOPTIC (Deuteration > 99%)

DKDP-krystaller eksponert for atmosfæren i lang tid vil ha overflatedelirium og nebulisering, noe som vil føre til betydelig reduksjon i den optiske kvaliteten og tap av konverteringseffektivitet. Derfor er det nødvendig å forsegle krystallen når du klargjør den elektro-optiske Q-bryteren. For å redusere lysrefleksjonenpå tetningsvinduets av Q-bryteren og på flere overflater av krystallen, brytningsindekstilpassende væske injiseres ofte inn i rommet mellom krystallen og vinduets. Selv wdet uten anti-reflekterende belegg, than overføring kan være økt fra 92 % til 96 %-97 % (bølgelengde 1064 nm) med ved hjelp av brytningsindeks matchende løsning. I tillegg brukes beskyttelsesfilm også som et fuktsikkert tiltak. Xionget al. forberedt SiO₂ kolloidal film med funksjoner av fuktsikker og antireflekspå. Overføringen nådde 99,7 % (bølgelengde 794 nm), og laserskadeterskelen nådde 16,9 J/cm² (bølgelengde 1053 nm, pulsbredde 1 ns). Wang Xiaodong et al. forberedt a beskyttelsesfilm av ved bruk av polysiloksan glassharpiks. Laserskadeterskelen nådde 28 J/cm² (bølgelengde 1064 nm, pulsbredde 3 ns), og de optiske egenskapene forble ganske stabile i miljøet med relativ fuktighet høyere enn 90 % i 3 måneder.

Forskjellig fra LN-krystall, for å overvinne påvirkningen av naturlig dobbeltbrytning, DKDP-krystall bruker for det meste langsgående modulasjon. Når ringelektroden brukes, vil lengden på krystallen istråle retningen må være større enn krystallen’s diameter, for å oppnå jevnt elektrisk felt, som derfor øker lysabsorpsjon i krystallen og den termiske effekten vil føre til depolarisering at høy gjennomsnittseffekt.

Under etterspørselen fra ICF har forberedelses-, prosesserings- og påføringsteknologien til DKDP-krystall blitt utviklet raskt, noe som gjør at DKDP elektro-optiske Q-brytere blir mye brukt i laserterapi, laserestetikk, lasergravering, lasermerking, vitenskapelig forskning og andre laserapplikasjoner. Imidlertid er delikscens, høyt innsettingstap og manglende evne til å arbeide i lav temperatur fortsatt flaskehalsene som begrenser den brede bruken av DKDP-krystaller.

DKDP Pockels celle laget av WISOPTIC