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KDP晶体是上世纪四十年代发展起来的一种综合性能优良的非线性光学材料,具有非线性光学系数大,透过波段宽,光学均匀性好,易于实现相位匹配等优点,广泛应用于激光变频、电光调制和光快速开关等领域。近年来,激光核聚变驱动器的发展对KDP晶体的生长速度和光学性能提出了更高的要求。慢速降温法生长大尺寸KDP晶体,生长周期长、成本高,难以满足对KDP晶体的大量需求,因此快速生长大尺寸、高性能的KDP晶体成为国际研究的热点。 本论文在慢速生长技术的基础上,改进和优化生长槽结构,设计研制载晶架和载晶传动系统,组建了适合快速生长DP晶体的辅助设备。开展过热注晶降温法快速生长KDP晶体的技术研究,其中包括溶液配制、过饱和度控制和提高溶液的稳定性等关键工艺流程的技术探讨。在此基础上,成功生长出口径580mm的KDP大单晶,其(100)面平均生长速度为10mm/d左右。观察到大晶体生长过程中出现杂晶、母液包藏和添晶的生长现象,并分析了其产生的原因。 为了解晶体生长过程中生长体系内的流场特征,利用流体力学软件数值模拟了在生长条件下,生长体系内的流场分布以及KDP晶体晶面上的剪应力分布。分析了生长体系内的流场特征以及晶面上的剪应力分布特征。 利用lambda35、光学显微镜、激光损伤阈值测试系统和激光平面干涉仪,分析在快速和慢速生长条件下生长的KDP晶体在透过率、散射颗粒抗、激光损伤阈值和光学均匀性方面的差异,探讨其差异产生的原因。为进一步提高晶体光学性能和改进晶体快速生长技术,提供可靠的实验依据。