1 中国科学院上海光学精密机械研究所 高功率激光物理联合实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 上海科技大学 物质科学与技术学院, 上海 201210
基于印压断裂力学理论分析了磷酸二氢钾晶体表面缺陷面积与中位裂纹深度的关系.在刀具参量和主轴转数一定的情况下, 采用不同切削深度和进给速率对磷酸二氢钾晶体进行单点金刚石飞切加工实验, 并计算晶体表面单位面积缺陷的占比系数.实验结果表明, 晶体表面缺陷深度与面积占比系数成正相关, 与理论分析结果相符, 进而提出了利用计算晶体表面缺陷占比系数估测缺陷深度的方法.最后基于该方法得到高效率切削步骤, 并加工获得了表面粗糙度算术平均值优于5 nm的超光滑晶体表面.
非线性光学 缺陷深度估测 飞切加工 磷酸二氢钾晶体 高效率切削 Nonlinear optics Defect depth estimation Fly-cutting processing Potassium dihydrogen phosphate crystals High efficiency cutting
1 重庆大学机械工程学院, 重庆 400030
2 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
约束方式和晶体温度是影响磷酸二氢钾(KDP)晶体性能的两个主要因素。晶体在约束条件下，温度的变化使晶体产生热应力和热形变，破坏晶体原有的相位匹配条件，从而致使谐波转换效率降低。为了获得约束条件下温度与晶体匹配角的关系，建立了约束条件下晶体匹配角热敏感性的分析方法。利用有限元分析法，计算约束条件下温度变化产生的热应力和热形变分布；将热光效应、弹光效应以及热形变引入到匹配角的计算之中，获得匹配角的变化规律。以神光Ⅲ原型装置采用的晶体约束方式对该方法进行了验证。结果表明，该方法计算得到的神光Ⅲ原型装置晶体在约束条件下三倍频效率与温度的关系符合效率变化的实际规律。
材料 磷酸二氢钾晶体 热敏感性 约束方式 温度 三倍频效率
