KDP晶體

屬於四方晶系，點羣D4h，無色透明，其理想外形如圖1所示。該晶體具有多功能性質。上世紀50年代，KDP作為性能優良的壓電晶體材料，主要被應用於製造聲納和民用壓電換能器。60年代，隨着激光技術出現，由於KDP晶體具有較大的非線性光學系數和較高的激光損傷閾值，而且晶體從近紅外到紫外波段都有很高的透過率以及擁有雙折射係數高的特性，通常被用於做Nd:YAG激光器的二、三、四倍頻器件（室温條件下）。同時KDP晶體又是一種電光係數高的晶體材料，故在電光調製器，Q開關和高速攝影用的快門等元器件方面有着廣泛的應用 。該晶體在高功率激光系統受控熱核反應、核爆模擬等重大技術上更顯現出它的應用前景，因此，對特大尺寸的KDP優質光學晶體的研究，在國內外一直受到研究者的極大關注。

磷酸二氫鉀晶體，簡稱KDP，屬於正方晶系，點羣D2d，無色透明，其理想外形如圖1所示。該晶體具有多功能性質，因為其拋光面容易潮解，故建議在密封，乾燥壞境下使用。

1. 晶體溶解度：

從溶液中生長單晶體，很重要的一個參數是瞭解物質的溶解度。根據溶解度與温度的關係繪製得到物質的溶解度曲線，它是選擇晶體生長方法和生長温度區間的重要依據。

2.晶體結晶習性：

取少量純固體磷酸二氫鉀將其配製成未飽和溶液（以溶解度曲線為依據），自然蒸發數日後逐漸達到飽和，此時溶液形成少量晶核，在結晶驅動力作用下，逐漸形成外形完整的KDP小籽晶。

3. 單晶培養：

根據物質的溶解度曲線，配置某一温度下一定量的飽和溶液（注意控制溶液pH≈4.5）至育晶器中，將育晶器放入恆温槽，用吊晶法準確測出溶液飽和點温度，然後升温至比飽和點温度高出5℃，讓溶液恆温隔夜過熱，除淨結晶中心。選擇Z軸方向無缺陷晶片作為生長籽晶，固定於籽晶架上，在稍高於飽和點温度下，放入籽晶，並逐漸降至飽和點，採用降温法按每天一定降温速率（0.4℃/day）從水溶液中培養單晶。

取少量純固體磷酸二氫鉀將其配製成未飽和溶液（以溶解度曲線為依據），自然蒸發數日後逐漸達到飽和，此時溶液形成少量晶核，在結晶驅動力作用下，逐漸形成外形完整的KDP小籽晶。通過結晶性試驗，可觀察到晶體為四方柱雙四方錐透明單晶，通過理想晶體外形觀察，可初步瞭解晶體的對稱性情況。

KDP

晶體原料的合成是一個簡單的酸鹼中和反應過程。其反應方程式為:

K2CO3+H2O=2KOH+CO2↑

H3PO4+KOH→H2O+KH2PO4

反應在水溶液中進行，由於KH2PO4在水溶液中存在三級電離，因而溶液中同時存在K+、H+、OH－、34PO、HP-24O、-42POH等離子，在不同pH的溶液中，34PO、HP-2O、-42POH和H3PO4基團所佔有的比例不同，在pH=4.5左右，-42POH基團約佔有99%，在KDP晶體的合成和單晶生長過程中，選擇這樣的pH範圍是適宜的，-42POH基團作為生長基元之一，基團密度大，吸附在晶體生長界面上的生長基元的平均自由程短，在單位時間內擴散到晶體晶格位置的生長基元數目比其他不同的pH溶液的概率多，因而有利於KDP晶體的生長；在合成過程則也有利於提高產率。