KDP晶体

摘要： 本文通过固结磨料球与KDP晶体对磨的单因素试验探究固结磨料球中反应物种类、磨粒浓度、反应物浓度、基体硬度对摩擦系数、磨痕截面积和磨痕处粗糙度的影响,试验结果表明:KHCO_(3)固结磨料球对磨后磨痕对称性好,磨痕处的粗糙度值低;磨痕截面积随磨粒和反应物浓度的增加而增大,随基体硬度的增大而降低;磨痕处粗糙度随磨粒和反应物浓度的增加先降低后上升,随基体硬度的增大先上升后降低;摩擦系数受磨粒和反应物浓度影响不明显,随基体硬度的增大而降低。选择KHCO_(3)作为反应物,Ⅰ基体,磨粒浓度为基体质量的100%,反应物浓度为15%制备固结磨料球与KDP晶体对磨后的磨痕轮廓对称度好且磨痕处粗糙度值低,以该组分制备固结磨料垫干式抛光KDP晶体,可实现晶体表面粗糙度Sa值为18.50 nm,材料去除率为130 nm/min的高效精密加工。

摘要： 为了更加准确地分析表面形貌对KH_(2)PO_(4)(KDP)晶体元件激光损伤和使用性能的影响,通过功率谱密度和连续小波变换对KDP晶体已加工表面存在的实际频率特征进行提取和重构。利用波动光学理论分析经入射波长1.064μm、功率20 MW/μm~2的激光束照射1 ns后,表面频率特征对KDP晶体亚表层光场及温度场的影响。结果表明,当表面频率特征的波长越接近入射光波长1.064μm, KDP晶体亚表层的光场畸变现象越严重,会造成局部聚焦,温度越高;当波长超过20μm时,在振幅不变的情况下,最高温度随着波长的增加基本不变。通过切削实验获得的KDP晶体已加工表面上明显存在的波长分别为14μm、50μm和140μm,对KDP晶体亚表层造成的温升分别为56 K、22 K和12 K。当波长相同时,KDP晶体的最高温度与表面频率幅值成线性关系。随着表面频率波长的增加,温度最高点的位置向KDP晶体内部延伸。

摘要： 基于第一性原理的平面波超软赝势法对KDP(KH_(2)PO_(4))和尿素(CH_(4)N_(2)O)晶体的能带结构、电子态密度、电荷差分密度以及布局分析进行了计算讨论.结果表明:尿素晶体中的C1-O1、C1-N1、N1-H2和N1-H1键都具有共价键特性,带隙值为4.636 eV,价带顶主要由H-1s与N、O的2p态贡献,导带底主要是H-1s与C、N、O的2p态贡献;KDP晶体的H1-O1键具有离子性而P1-O1则具有共价性,带隙宽度为5.713 eV,价带顶主要由O-2p以及P-3p贡献,导带底主要由H-1s、P-3s和3p以及K-4s和3p态贡献.

摘要： 利用光学显微镜对采用锥台托盘及传统平托盘生长的晶体进行位错腐蚀观察,发现锥台托盘生长的晶体上半部分位错分布与平托盘生长的晶体相似,部分区域位错密度低于平托盘生长的晶体。对于锥台托盘生长的晶体下半部分,其柱面位错缺陷很少,位错集中在与锥台直接接触的下锥面。下锥面的存在阻止了柱面底部新位错的形成,为柱面生长提供了更好的生长条件。硬度分析表明使用锥台托盘一定程度上提高了晶体结晶完整性。

摘要： 基于密度泛函理论中的第一性原理计算方式,开展KDP(100)面表面吸附水分子的性质研究。结合Bader电荷、电子密度、差分电子密度和电子局域函数等参数进行电子密度拓扑分析,结果显示水分子在KDP(100)表面的最佳吸附位点为氢钾桥位,吸附能为–0.809eV,表明KDP(100)表面可以自发地吸附水分子;水分子中的氧原子通过吸附,与KDP(100)表面磷酸根基团上的氢原子形成含共价效应的强氢键O—H...O,拟合键能为–18.88 kcal/mol。

摘要： 磷酸二氢钾(KDP)晶体是一种性能优良的光学材料,在非线性光学领域有着重要应用.金属杂质是影响KDP晶体生长和光学质量的重要因素.采用第一性原理计算的方法,从微观角度对Ca,Cu,Mg,Fe等金属元素在KDP晶体中的掺杂机理进行了研究,对缺陷形成能、晶体结构、化学键类型进行了分析.结果表明:4种元素掺杂缺陷的形成由易到难分别为Fe,Ca,Cu,Mg;与其他元素相比,Fe更容易进入KDP晶体中,且对晶体结构的影响较大;Fe,Cu与KDP晶体中O原子之间形成的化学键共价性更强,而Ca,Mg与O之间更偏向于形成离子键.掺杂原子能否与周围的O原子紧密结合,将会影响它们在KDP晶体中掺杂的稳定性.

摘要： 大口径KDP晶体因其特殊的物理材料属性,常通过单点金刚石飞切加工[1].提出了一种基于大涡模拟的气膜波动模型,针对空气静压轴承内部结构,研究涡流的运动变化,通过对流场时变特性的分析得到气膜波动形成的原因,以便更好地理解主轴气膜波动对于飞切加工的影响,为提高加工精度和效率奠定理论基础.

摘要： 对于大型强激光装置的光学系统,尤其是终端光学组件(FOA),其紫外激光损伤问题始终是制约负载能力提升的关键问题,该过程基于激光与物质相互作用及而后发生的材料效应,涉及元件材料的制备与生长、加工、环境、修复和工作参数等多种因素.为此,在长期的研究中,我们总结并定义了紫外元件损伤动力学概念和研究体系.本文着重介绍利用同步辐射及其他核技术方法开展实验研究的结果,对于熔石英元件,利用同步辐射μ-CT技术获得了损伤图像,结合同步辐射XRD确定了损伤过程和结构,解释了相应的材料效应;结合拉曼光谱,利用光热显微技术研究了损伤内部结构和发展过程,定义了激光损伤可视面积(LDAVR)的含义.利用同步辐射XRF及正电子湮灭技术对其光学加工制造影响负载能力的因素进行了物理分析;对于KDP晶体,利用同步辐射XRF-XRD的单独或联合测试,对退役元件和实验样件进行了对比研究,分析了不同运行功率下的激光损伤过程,明确了损伤坑的构成和定义,获得了损伤图像.值得指出:依据上述研究结果,针对工程上的问题,本文提出了解决或改善的方法和途径及其应用.

摘要： 目的利用氮冷等离子体改性KDP晶体表面,实现高质高效的液膜接触潮解抛光。方法利用氮冷等离子体实时处理潮解抛光界面,实现微汽雾中的液滴在KDP晶体表面由液滴驻留向液膜接触转化,克服水在工件表面形成非均匀点状接触导致新"微凹坑"不断形成的不足。通过研究KDP晶体在含水介质中的材料去除特性,获得调控抛光介质性能的方法,并揭示氮冷等离子体对KDP晶体刻蚀规律的影响。通过研究KDP晶体在抛光界面上的摩擦特性和KDP晶体表面微观结构、拉曼光谱,以及氮冷等离子体对KDP晶体表面亲水改性的时效性,综合评估氮冷等离子体中的KDP晶体的抛光机理。结果在抛光过程实验中,证明了氮冷等离子体改性KDP晶体潮解能够提高KDP晶体的表面质量。使用优化的放电参数,表面粗糙度(RMS)从18.4 nm下降至7.6 nm,PV值从109.9 nm下降至61.5 nm。材料去除率最低为10.14μm/min,最高达91.58μm/min。结论利用氮冷等离子体,可快速、无损地将KDP晶体表面处理至超亲水状态,能有效去除液滴驻留产生的微凹坑,表面质量大幅提升,划痕明显减少,实现了液膜接触潮解抛光,为KDP晶体高质高效抛光提供新的思路。

摘要： 目的为解决KDP晶体无损表面的制造难题,进一步提升水溶解抛光方法的抛光质量和效率,研究介电泳效应对水溶解抛光液的影响。方法提出一种介电泳辅助水溶解的抛光方法,最终获得超光滑表面,采用有限元软件模拟极化后微水滴的运动行为,并搭建验证性平台观测介电泳力作用下抛光液的吸附行为,验证抛光原理。之后数值模拟不同的电极形状对微水滴受到介电泳力的影响规律,优化得到最优电极形状参数。最后搭建试验平台,验证介电泳对水溶解抛光效率和质量的提升效果。结果微水滴会在介电泳力作用下发生形变,并聚集在晶体表面附近,从而提高抛光过程中参与溶解的微水滴数量,加快溶解去除速率。同时,上电极也会对抛光液产生"吸附"作用,延长抛光液在晶体表面的作用时间,减小抛光液甩出率,进一步提高抛光效率。双螺旋结构电极具有最大的电场梯度,能够使水滴受到最大的介电泳力而向晶体表面聚集。经过20min抛光后,采用传统水溶解抛光的KDP晶体表面粗糙度Ra由抛光前的590nm降低至1.637 nm,而采用介电泳辅助水溶解抛光的KDP晶体,表面粗糙度降至1.365 nm,表面质量更高。与传统水溶解抛光相比,介电泳辅助水溶解抛光效率提升24%,同时能够更快地获得光滑表面。结论在介电泳效应的辅助作用下,KDP晶体水溶解抛光质量和效率均得到了提升。

摘要： 采用原子力显微镜实时和非实时观察了不同过饱和度下KDP 晶体(100)面相变界面微观形貌,分析了大台阶的形成机理,并分析了台阶的稳定性及失稳的原因。研究表明：低过饱和度下,KDP 晶体的生长机制为螺位错生长；而在较高过饱和度下,由二维核生成的层状台阶列在生长中起到至关重要的作用。

摘要： 采用原子力显微镜实时和非实时观察了不同过饱和度下KDP 晶体(100)面相变界面微观形貌,分析了大台阶的形成机理,并分析了台阶的稳定性及失稳的原因。研究表明：低过饱和度下,KDP 晶体的生长机制为螺位错生长；而在较高过饱和度下,由二维核生成的层状台阶列在生长中起到至关重要的作用。

摘要： 采用原子力显微镜实时和非实时观察了不同过饱和度下KDP 晶体(100)面相变界面微观形貌,分析了大台阶的形成机理,并分析了台阶的稳定性及失稳的原因。研究表明：低过饱和度下,KDP 晶体的生长机制为螺位错生长；而在较高过饱和度下,由二维核生成的层状台阶列在生长中起到至关重要的作用。

摘要： 采用原子力显微镜实时和非实时观察了不同过饱和度下KDP 晶体(100)面相变界面微观形貌,分析了大台阶的形成机理,并分析了台阶的稳定性及失稳的原因。研究表明：低过饱和度下,KDP 晶体的生长机制为螺位错生长；而在较高过饱和度下,由二维核生成的层状台阶列在生长中起到至关重要的作用。

摘要： 本文分别在乙酸和乙醇溶液里进行了KDP晶体的结晶实验,对所得结晶样品做了X射线衍射分析,结果表明样品中除了KDP晶相没有其它晶相。应用SEM对KDP晶体的结晶形貌进行了观察,发现在乙酸溶液中KDP晶体的柱面明显扩展,晶体形貌变得粗短，利用扫描电镜的能谱对KDP结晶样品进行了微区分析。

摘要： 本文分别在乙酸和乙醇溶液里进行了KDP晶体的结晶实验,对所得结晶样品做了X射线衍射分析,结果表明样品中除了KDP晶相没有其它晶相。应用SEM对KDP晶体的结晶形貌进行了观察,发现在乙酸溶液中KDP晶体的柱面明显扩展,晶体形貌变得粗短，利用扫描电镜的能谱对KDP结晶样品进行了微区分析。

摘要： 本文分别在乙酸和乙醇溶液里进行了KDP晶体的结晶实验,对所得结晶样品做了X射线衍射分析,结果表明样品中除了KDP晶相没有其它晶相。应用SEM对KDP晶体的结晶形貌进行了观察,发现在乙酸溶液中KDP晶体的柱面明显扩展,晶体形貌变得粗短，利用扫描电镜的能谱对KDP结晶样品进行了微区分析。

摘要： 本文分别在乙酸和乙醇溶液里进行了KDP晶体的结晶实验,对所得结晶样品做了X射线衍射分析,结果表明样品中除了KDP晶相没有其它晶相。应用SEM对KDP晶体的结晶形貌进行了观察,发现在乙酸溶液中KDP晶体的柱面明显扩展,晶体形貌变得粗短，利用扫描电镜的能谱对KDP结晶样品进行了微区分析。

摘要： 本文分别在乙酸和乙醇溶液里进行了KDP晶体的结晶实验,对所得结晶样品做了X射线衍射分析,结果表明样品中除了KDP晶相没有其它晶相。应用SEM对KDP晶体的结晶形貌进行了观察,发现在乙酸溶液中KDP晶体的柱面明显扩展,晶体形貌变得粗短，利用扫描电镜的能谱对KDP结晶样品进行了微区分析。

摘要： 回顾了过去几年人们对金属离子对KDP晶体生长影响的研究进展,并报道了我们对Fe和Sn在不同条件对KDP晶体生长影响的定量研究结果.在低过饱和度下,Fe掺杂浓度可以提高溶液的稳定性,并且对KDP晶体的生长形态和光学质量基本没有影响.同时,研究发现即使少量Sn的加入都可以显著地提高溶液的稳定性,但Sn掺杂浓度为1.0×10时,晶体就已经严重楔化.

摘要： 本发明提供一种飞切加工KDP晶体过程中测量晶体切削区域温度的方法，包括以下步骤：1)获取KDP晶体材料的参数；2)为仿真软件设置切削速度、切削深度和进给量；3)使用有限元仿真软件仿真KDP晶体切削过程；4)调制变色材料；5)将变色材料涂在刀具上，进行温度标定；6)将涂有变色材料的刀具安装到机床上，设置与仿真软件相同的工艺参数，进行晶体切削；7)根据变色材料的变色情况与标定结果进行对比，即可得到切削区域的温度。本发明结合有限元仿真分析和变色材料的KDP晶体切削温度测量方法，根据刀具上变色材料的变色情况结合有限元仿真结果，可以直接得到刀具前刀面的温度，结合仿真，间接地得到切削区域中的温度分布。

摘要： 本发明公开一种固结磨料抛光垫及易潮解KDP晶体干式抛光方法，抛光方法为采用固结磨料抛光垫抛光KDP晶体、不使用液体抛光介质的干式固结磨料抛光，固结磨料抛光垫包含有磨粒、反应物、催化剂、固化剂和结合剂。抛光垫中反应物与KDP晶体发生固相化学反应，生成的过渡层在磨粒的机械作用下被去除，获得光滑表面。本发明解决了KDP晶体易潮解的问题，提高了KDP晶体的加工效率，简化了KDP晶体抛光工艺，同时还有环境友好，成本低等优点。

摘要： 本发明公开一种晶体生长装置和方法、KDP类晶体，晶体生长装置包括保温箱、第一水槽、第二水槽、生长室；保温箱限定出容纳腔；第一水槽、第二水槽和生长室设置在容纳腔中，第一水槽全部或部分包围在生长室的侧面；第二水槽设置在生长室的底部；第一水槽和第二水槽设置有进水口和出水口；生长室的上端面或生长室和第一水槽的上端面设置保温盖。本发明通过对双水槽的控温方式，使得整体温度控制的更加平稳，降低晶体过程中缺陷产生，提高了晶体质量。

摘要： 本发明公开了一种适用于大尺寸KDP晶体超精密高效抛光装置与方法，所述的抛光装置包括支撑单元、精密水平运动滑台、工件抛光夹持单元、多点浓度连续可调控抛光液供给单元、底座、精密回转工作台、抛光垫修整单元、在线测量单元、抛光残液连续吸除回收单元和设备控制系统单元；所述的抛光方法包括粗抛光加工、精抛光加工、超精密抛光加工三个阶段，每个加工阶段采用不同种类的抛光液，通过控制系统可实现大尺寸KDP晶体的全口径粗、精、超精密多工序一体化抛光加工，具有显著的加工效率高、加工精度高等特色。本发明既能够实现大尺寸KDP晶体超精密抛光加工，又能提高加工效率，实现大尺寸KDP的高效、高质、近无损伤超精密加工。

摘要： 本发明公开了一种大口径KDP晶体最佳相位匹配角测量系统及其测量方法，包括依次设置的激光器、整形器、标准镜、凹透镜和CCD相机，激光器出射激光经整形器整形后垂直入射到凹透镜，从而产生从多个角度入射到待测KDP晶体表面的激光，CCD相机用于接收并记录由待测KDP晶体出射的激光；所述测量系统还包括激光自准直仪、晶体自准直仪和图像处理模块，激光自准直仪用于对标准镜及激光器出射激光进行准直，晶体自准直仪用于准直待测KDP晶体，图像处理模块能够读取CCD相机获取的图像并计算出对应的相位匹配角。本发明能够实现KDP晶体相位匹配角度的精确测量，具有自动化程度高，操作方便，测量准确等优点。

摘要： 一种长籽晶KDP类晶体的偏置式快速生长方法，将长籽晶置于远离载晶架底部托盘上表面中心的位置，使长籽晶在生长过程中绕载晶架旋转轴在生长槽中周期性正反交替旋转，所述的长籽晶的中心纵轴与所述的载晶架的旋转轴不重合。由于长籽晶放置在远离载晶架底部托盘上表面中心的位置，在随载晶架底部托盘上表面正反转动的过程中，长籽晶的每个面都具有比较高的圆周运动线速度，而且长籽晶的运动范围很大，有利于长籽晶接触较大范围内的新鲜溶液，提高晶体生长初期的溶质供应能力。本发明有利于改善长籽晶KDP类晶体生长初期长籽晶附近的流场状态，显著降低晶体生长初期白纹缺陷的产生几率，提高快速生长KDP类晶体的成功率和晶体元件的切割效率。

摘要： 本申请提供了一种KDP类晶体及其制备方法，属于晶体生长技术领域。本申请向KDP类晶体生长溶液中掺入10ppm～20ppm的Al3+，通过抑制KDP类晶体柱面的生长，在不影响晶体透过率的情况下，制备得到纵横比满足要求的KDP类晶体。本申请具有操作简便，成本低廉，生长工艺简单等优点，能极大提高KDP类晶体的利用率。

摘要： 本发明提供了一种基于ABAQUS的各向异性KDP功能晶体材料微铣削加工过程的三维仿真方法，属于光学元件计算机辅助设计与加工技术领域。为解决现有的仿真方法无法从三个维度精确预测各向异性KDP材料微铣削加工过程的问题。包括：步骤一、构建加工过程的三维装配模型；步骤二、设置分析步时间总长和半自动质量缩放以及设置输出变量；步骤三、构建工件的各向异性本构模型；步骤四、对铣刀和KDP晶体元件分别进行网格划分；步骤五、模拟铣刀与元件的接触状态；步骤六、约束模型自由度并设置加工工艺参数；步骤七、对模型进行求解，重复步骤二至七的操作，至仿真结果收敛；步骤八、输出仿真结果。本发明方法能够全方位精确描述向异性KDP晶体材料微铣削加工过程。

摘要： 本发明公开了一种提高KDP晶体生长速度及利用率的装置及其生长方法，本发明将KDP晶体常规快速生长及传统生长方法有机结合，提出了一种先横向快速生长后纵向传统生长的复合式生长方式，生长过程中通过精细控制过饱和度的方式实现快速生长向传统生长的转换；该生长方式充分发挥了常规快速生长和传统生长的优势，通过精细控制过饱和度的方式实现快速生长向传统生长的平稳转换，可以大幅缩短大尺寸优质KDP单晶的生长周期，减少“帽区”和柱锥交接区，提高晶体生长质量和利用率。

摘要： 本发明属于研磨抛光加工技术领域，提供一种用于KDP晶体的抛光液及高效研磨抛光工艺。所述的抛光液为由磨粒、反应物、添加剂、有机溶剂、去离子水组成的非水基化学机械抛光液。高效研磨抛光工艺包括粗研、精研、抛光、清洗。本发明在研磨阶段通过固结磨料垫表层有效磨粒的微切削作用快速去除线切割产生的宏观加工纹理以及脆性损伤。本发明将研磨分为两个阶段，兼顾研磨效率和表面质量；在抛光阶段，利用抛光液中反应物的化学作用、去离子水的溶解作用、磨粒的机械作用实现对材料的去除，可在低压下快速将晶体表面粗糙度降至纳米级；采用的固结磨料研磨抛光垫，不易造成表面损伤，加工效率高。