【摘 要】
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KDP类晶体（KH2PO4（KDP）和KD2PO4（DKDP））是目前唯一适用于高功率大口径激光装置的非线性材料。但是,晶体在生产和加工过程中总是会产生许多缺陷,导致晶体的激光诱导损伤阈值远远低于其理论值,成为制约高功率激光驱动器发展的瓶颈。为掌握DKDP晶体的复合波长激光诱导损伤机理,提高晶体损伤阈值,本文从激光预处理方法和激光波长间的能量耦合效应入手,以DKDP晶体的零几率损伤阈值、体损伤密度
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KDP类晶体（KH2PO4（KDP）和KD2PO4（DKDP））是目前唯一适用于高功率大口径激光装置的非线性材料。但是,晶体在生产和加工过程中总是会产生许多缺陷,导致晶体的激光诱导损伤阈值远远低于其理论值,成为制约高功率激光驱动器发展的瓶颈。为掌握DKDP晶体的复合波长激光诱导损伤机理,提高晶体损伤阈值,本文从激光预处理方法和激光波长间的能量耦合效应入手,以DKDP晶体的零几率损伤阈值、体损伤密度及体损伤形貌等为研究对象,研究和分析了复合波长预处理及损伤过程中基频激光的加入对晶体紫外损伤性能的影响规律,这有助于理解双波长激光诱导元件损伤的物理机制,改进光学元件的预处理工艺,增加晶体的使用寿命,对提高ICF激光驱动器的负载能力有现实意义。主要研究内容和结论如下:1.搭建了晶体元件多波长激光辐照损伤实验系统。实验系统具有激光辐照过程中可实现单波长单独辐照、双波长同时辐照、能量实时监控,损伤实时监控、损伤判断和损伤图像获取等功能,并能实时获取激光辐照过程中的光束质量、光斑形貌和双波长光斑的重合情况。2.对比研究了经3ω单独预处理、3ω和1ω同时辐照预处理后DKDP晶体的3ω损伤特性,重点研究了双波长同时辐照预处理情况下,1ω能量密度对预处理效果的影响,分析了双波长同时辐照预处理过程中的能量耦合机制。研究结果表明:（1）双波长同时辐照预处理在提升DKDP晶体抗3ω激光损伤性能方面的效果,明显好于单波长预处理;（2）在双波长同时辐照预处理情况下,远低于自身预处理阈值的1ω参与了激光与缺陷的相互作用过程;（3）在相同3ω能量密度、能量阶梯的预处理策略下,1ω能量密度存在最佳值。3.比较研究了3ω和1ω激光单独辐照、同时辐照下DKDP晶体的损伤形貌,定量化表征了双波长同时辐照下1ω激光对初始损伤和损伤增长的贡献值,分析了双波长同时辐照下波长间的能量耦合效应。研究结果表明:（1）晶体材料的损伤先驱可以归为两类,一类是晶体体内的吸收中心,另一类是晶体材料表面缺陷;（2）在晶体元件体内,损伤增长阈值往往大于初始损伤阈值,并且不同的初始损伤点,损伤增长阈值差异较大,近表面体内点损伤,随辐照发次增加会逐渐发展成为表面损伤;（3）当3ω和1ω能量密度比较低时（5:1和5:2）,1ω相对于3ω的折算因子为负值,表明低能量密度的1ω在参与双波长同时辐照的过程中,起到了预处理效果加强作用的。
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