Cd2+掺杂对KDP晶体激光损伤阈值及光学性能的影响机制研究

来自多领域合作的研究团队通过“点籽晶”法制备Cd2+掺杂KDP晶体，发现Cd分布存在晶向差异性并系统探究了掺杂浓度对紫外透过率、化学键结构稳定性及缺陷浓度的影响。研究表明过量Cd2+会显著降低晶体激光损伤阈值(LIDT)，为高性能光学器件的缺陷调控提供了重要依据。

　　

通过"点籽晶"法成功制备Cd²⁺掺杂磷酸二氢钾(KDP)单晶。研究发现棱柱形样品比锥形样品具有更高的Cd元素富集度。紫外-可见(UV-vis)光谱显示微量Cd²⁺掺杂可提升晶体透光率，而过量掺杂则导致220 nm波段出现紫外吸收峰。红外光谱(IR)分析表明Cd²⁺会引起化学键畸变并降低结构稳定性。光致发光(PL)光谱证实掺杂导致晶体缺陷浓度上升。激光损伤阈值(LIDT)测试表明Cd0-Py样品在R-on-1模式下阈值达16.75 J·cm^-2，而Cd1000-Py样品降至7.46 J·cm^-2，这主要归因于微量缺陷的浓度升高。研究提出Cd²⁺在锥形与棱柱形晶区的差异化掺杂模式（取代缺陷与间隙缺陷）是导致激光损伤性能下降的关键机制。