1、KDP晶體是一種優(yōu)質(zhì)的非線性光學(xué)材料，在光電子領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。因易于生長出高光學(xué)質(zhì)量、大尺寸的單晶，KDP晶體是目前可用于慣性約束核聚變的唯一非線性光學(xué)晶體材料。晶體生長不均勻性和生長溶液中各種雜質(zhì)離子的存在，導(dǎo)致晶體容易形成缺陷，如孔洞缺陷和雜質(zhì)缺陷等。這些缺陷使晶體在生長、出槽以及加工過程中產(chǎn)生應(yīng)力集中，造成晶體開裂，嚴(yán)重影響了大尺寸KDP晶體的完整性和光學(xué)性能，也制約著激光等高精技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。本文基于有限元法，對KDP晶體應(yīng)

2、力分布以及開裂現(xiàn)象進(jìn)行了研究，主要工作如下:
　　 依據(jù)KDP晶體生長工藝，建立KDP晶體各向異性三維生長模型，分析晶體生長過程中的應(yīng)力分布規(guī)律。針對晶體存在的孔洞缺陷，建立了含孔洞缺陷的KDP晶體生長模型，結(jié)合應(yīng)力集中理論，探討了缺陷尺寸、形狀以及存在位置對生長應(yīng)力分布的影響。通過分析發(fā)現(xiàn)孔洞的存在使晶體生長產(chǎn)生微裂紋的機(jī)率急劇增大，并且孔洞缺陷形狀越尖銳、尺寸越大，孔洞附近應(yīng)力越大;形狀尖銳、大尺寸孔洞缺陷存在于晶體柱面表面

3、時，晶體產(chǎn)生微裂紋的機(jī)率較大。
　　 晶體出槽時，溫度變化使晶體產(chǎn)生的熱應(yīng)力是導(dǎo)致晶體發(fā)生開裂現(xiàn)象的主要原因。本文在生長應(yīng)力分析的基礎(chǔ)上，基于熱彈性理論，通過建立含孔洞缺陷的KDP晶體出槽應(yīng)力分析模型，分析了晶體出槽后應(yīng)力分布以及孔洞缺陷尺寸、形狀和存在位置對出槽應(yīng)力分布的影響。結(jié)果表明，晶體出槽應(yīng)力遠(yuǎn)大于晶體生長應(yīng)力;孔洞缺陷容易引起晶體產(chǎn)生微裂紋，孔洞存在于晶帽與新生晶體交界處附近時，對出槽應(yīng)力的影響較為嚴(yán)重，并且孔洞缺陷尺

4、寸越大、形狀越尖銳，引起的出槽應(yīng)力越大，通過分析得出了晶體產(chǎn)生微裂紋時孔洞缺陷的尺寸。
　　 建立含雜質(zhì)缺陷的KDP晶體應(yīng)力分析模型，分析了雜質(zhì)缺陷對晶體生長、出槽應(yīng)力分布的影響。結(jié)果表明，不同屬性的雜質(zhì)對晶體應(yīng)力分布的影響不同，晶體生長過程中，雜質(zhì)對生長應(yīng)力分布的影響主要與雜質(zhì)的彈性模量有關(guān)，雜質(zhì)的彈性模量越大、尺寸越大、形狀越尖銳，雜質(zhì)附近的生長應(yīng)力越大;晶體出槽時，雜質(zhì)對出槽應(yīng)力分布的影響主要與雜質(zhì)和晶體之間的熱膨脹系數(shù)之