用FDTD分析KDP晶體微納表層對內(nèi)部光強分布的影響.pdf

1、KDP晶體是一種性能優(yōu)良的非線性光學晶體材料，因其具有較大的非線性光學系數(shù)、較高的激光損傷閾值、較寬的透光波段、優(yōu)良的光學均勻性、易于實現(xiàn)相位匹配、易于生長等特點，而被廣泛地用作光學頻率轉(zhuǎn)換器件以及光電開關(guān)元件。但是，KDP晶體生長以及后續(xù)的超精密加工過程中，會形成各種缺陷和表面特征，嚴重地影響著晶體的激光損傷閾值等光學性能。例如，生長過程中形成的各類包裹體缺陷以及單點金剛石銑削后表面形成的小尺度波紋等。因此，研究這些缺陷對其激光損傷閾

2、值的影響規(guī)律和程度大小，不僅可以進一步解釋 KDP晶體的激光損傷機理，還可為提高光學性能提供理論基礎和參數(shù)依據(jù)，進一步指導快速生長工藝的改進以及加工參數(shù)的合理選取，以滿足目前激光核聚變裝置對 KDP晶體光學元件所提出的苛刻要求，對慣性約束核聚變（Inertial Confinement Fusion，ICF）工程至關(guān)重要。
　　本文首先對采用時域有限差分方法（Finite Difference Time Domain，F(xiàn)DTD）建

3、模過程中所涉及到的空間和時間步長選擇、吸收邊界條件和周期性邊界條件設置等相關(guān)內(nèi)容進行分析，并建立平面電磁波垂直投射到光滑的和鍍膜的KDP晶體表面的分析模型，采用FDTD方法求解晶體內(nèi)部的光強，與公式計算結(jié)果以及薄膜增透理論進行對比驗證，為后續(xù)的分析工作做了鋪墊。
　　然后闡述小尺度波紋的產(chǎn)生和提取，分析小尺度波紋、凹坑和包裹體對KDP晶體內(nèi)部光強分布的影響規(guī)律和程度大小。結(jié)果表明：小尺度波紋、凹坑和包裹體會使晶體內(nèi)部的衍射場發(fā)生畸