受到晶体尺寸以及非线性光学性能的影响，目前可供选择的非线性晶体非常有限。DKDP晶体作为传统大尺寸光电材料，在光参量啁啾脉冲放大(OPCPA)装置中得到了应用。高氘化的DKDP晶体有更好的光学性能，然而生长出高氘化DKDP晶体对生长环境等有更加严格的要求。本文通过改良的原料合成罐以及生长槽，采用点籽晶快速生长法成功生长出高氘DKDP晶体。按照Ⅰ类(θ=37.23°, φ=45°)切割方式制备样品，并对其氘含量、透过率、光学均匀性以及晶体激光损伤阈值进行测试。实验结果表明，晶体的平均氘含量达到98.49%，在可见近红外波段下具有较宽的透过波段和较高的透过性能。Ron1的测试结果显示，在3 ns、527 nm条件下，DKDP晶体的激光损伤阈值达到了19.92 J/cm2。晶体光学均匀性均方根达到了1.833×10-9，表明晶体具有良好的光学均匀性。

磷酸二氢钾(KDP)类晶体快速生长主要采用点籽晶快速生长方法，三维生长的点籽晶不可避免的会使晶体产生柱锥交界线，从而影响晶体的性能和质量。本文通过所设计的载晶架，改进传统点籽晶快速生长方法，采用点籽晶定向生长方法，成功生长出磷酸二氘钾晶体(70%DKDP)，避开生长晶体中的柱锥交界线取片，并对其氘含量、透过率、抗激光损伤性能以及光学均匀性等指标进行了测试。结果表明：所生长的晶体氘含量符合设计要求，晶体透过率和抗激光损伤性能和传统点籽晶快速生长晶体保持一致。光学均匀性结果表明样片内部无柱锥交界线，对于大口径70%DKDP晶体的生长具有指导意义。

大尺寸磷酸二氢钾(KDP)晶体在惯性约束聚变系统中主要用于制作变频及开关光学元件。在传统生长技术基础上, 开展了点籽晶降温法大尺寸KDP晶体的快速生长技术研究, 设计制作大型培养槽及载晶架, 采用过热注种方式试验点籽晶生长, 培育出尺寸50 cm×50 cm×41 cm的KDP大单晶, 其(100)面生长速度稳定为15 mm/d。晶体在300~1 100 nm波段的透过光谱与常规生长的等同, 影响晶体生长及光学品质的主要的金属杂质离子Fe3+, Cr3+, Al3+等含量少于10-6, 晶体激光损伤基频阈值30 J/cm2, 三倍频阈值达到8.6 J/cm2。

探讨了掺杂酸性络合剂和连续过滤两种溶液处理方法分别对KDP晶体和DKDP晶体快速生长和光学质量的影响, 测定了不同部位晶体样品的光学质量, 包括透过率, 散射点分布情况和激光的损伤阈值。实验表明适量的络合剂能提高生长晶体的质量：晶体中杂质金属离子含量明显减少, 紫外波段的透过率得到增加, 晶体内部散射点密度明显降低。采用连续过滤条件生长DKDP单晶, 光学质量测试的结果显示：晶体散射点密度显著降低, 激光损伤阈值得到提高。