Research of Structural Quality of Big-Size KDP Crystals

The faulted structure formation at a rapid growing of big-size KDP crystals has been analyzed. A transitional zone with high degree of lattice faultness has been revealed between the seed and the pure zone of the grown crystal by X-ray diffraction methods with high resolution. It has been determined that, regardless of the seed form, the transitional layer in grown crystals reaches the value of~12 mm. The nonmonotone variation of the crystal lattice parameter (∆d/d) within ±2.5·10⁻⁵ and the halfwidth of a diffraction reflection curve (β = 5.5÷8 arcs for direction [103] and β = 7÷9 arcs for direction [100]) and the increase of the integral power of reflection of the X-ray beam IR by 1.5 times are observed in the transitional la

Influence of the coorbital resonance on the rotation of the Trojan satellites of Saturn

The Cassini spacecraft collects high resolution images of the saturnian satellites and reveals the surface of these new worlds. The shape and rotation of the satellites can be determined from the Cassini Imaging Science Subsystem data, employing limb coordinates and stereogrammetric control points. This is the case for Epimetheus (Tiscareno et al. 2009) that opens elaboration of new rotational models (Tiscareno et al. 2009; Noyelles 2010; Robutel et al. 2011). Especially, Epimetheus is characterized by its horseshoe shape orbit and the presence of the swap is essential to introduce explicitly into rotational models. During its journey in the saturnian system, Cassini spacecraft accumulates the observational data of the other satellites and it will be possible to determine the rotational parameters of several of them. To prepare these future observations, we built rotational models of the coorbital (also called Trojan) satellites Telesto, Calypso, Helene, and Polydeuces, in addition to Janus and Epimetheus. Indeed, Telesto and Calypso orbit around the L_4 and L_5 Lagrange points of Saturn-Tethys while Helene and Polydeuces are coorbital of Dione. The goal of this study is to understand how the departure from the Keplerian motion induced by the perturbations of the coorbital body, influences the rotation of these satellites. To this aim, we introduce explicitly the perturbation in the rotational equations by using the formalism developed by Erdi (1977) to represent the coorbital motions, and so we describe the rotational motion of the coorbitals, Janus and Epimetheus included, in compact form

Rapidly grown KDP crystals

Results of the study of optical characteristics, real structure and laser damage threshold of KDP crystals rapidly grown in the direction of a prespecified angle of synchronism (θ = 59°) are described in the present paper. A comparative analysis of KDP characteristics for crystals grown by conventional method at a rate of 1 mm/day and by the method of oriented growth at a rate of 10 mm/day is presented. It is shown that elaborated method allows to obtain blanks of nonlinear elements already at the stage of growth. The grown crystals have the bulk laser damage threshold on the level of ~5⋅10¹⁰ cm² and high structure quality; thus it allows to apply them as multipliers of laser radiation frequency

Variation of crystal lattice parameters of KDP single crystals containing impurities

KDP single crystals grown from aqueous solutions by the recirculation method from nominally "pure" raw material and added impurities Ca, Si, Pb, Cr, hydrogen peroxide were studied by high resolution X-ray method. It was found that additional introduction of impurities leads to a deterioration of structural quality of crystals. The main growth defects of crystals at dislocation density ~ 10² cm⁻² at the absence of zonarity and sectoriality is the impurity striation and presence of low-angle quasi-boundaries. A correlation between the concentration of low-angle quasi-boundaries, dispersion of structure-sensitive parameters and the bulk laser damage resistance of crystals is observed

Effect of growth conditions on structure quality of KDP crystals

The effect of different variable crystallization parameters (supersaturation, solution acidity, degree of the solution purity, hydrodynamic growth regime) on structural quality and optical homogeneity of KDP crystals grown at the angle of synchronism θ = 59° was studied by using X-ray analysis and UV spectroscopy. It is shown that each of the chosen parameters acting in a certain way changes (with the rest being constant) the real structure and optical characteristics of crystals

Hybrid scintillators on the basis of ammonium salicylate and ammonium dihydrogen phosphate for neutrons detection

Scintillation properties of hybrid scintillators on the basis of ammonium salicylate and ammonium dihydrogen phosphate obtained using different methods for registration of fast neutrons and gamma-radiation have been investigated. Sensitiveness to fast neutrons of scintillation hybrid crystals ADP:NH ₄Sal is proportional to the concentration of ammonium salicylate in the matrix of ADP. The highest neutron sensitiveness is shown by co-doped hybrid scintillation single crystals ADP:NH ₄Sal/TI.Досліджено сцинтиляційні властивості гібридних сцинтиляторів на основі саліцилату амонію та дигідрофосфату амонію для реєстрації швидких нейтронів та гамма-випромінювання. Сцинтилятори виготовлено різними способами. Чутливість до швидких нейтронів сцинтиляційних гібридних кристалів ADP:NH ₄Sal пропорційна концентрації саліцилату амонію у матриці ADP. Найбільшу чутливість до нейтронів мають соактивовані гибридні сцинтиляційні монокристали ADP:NH ₄Sal/TI.Исследованы сцинтилляционные свойства гибридных сцинтилляторов на основе салицилата аммония и дигидрофосфата аммония для регистрации быстрых нейтронов и гамма-излучения. Сцинтилляторы получены различными способами. Чувствительность к быстрым нейтронам сцинтилляционных гибридных кристаллов ADP:NH ₄Sal пропорциональна концентрации салицилата аммония в матрице ADP. Наибольшую чувствительность к нейтронам проявляют соактивированные гибридные сцинтилляционные монокристаллы ADP:NH ₄Sal/TI

Growing of thallium-doped KDP and ADP crystals: structural and optical parameters

Studied has been the influence of thallium activator on the growth kinetics and structure perfection of KDP and ADP crystals, the character of its incorporation and distribution in the crystal lattice and the photoluminescence properties. Revealed has been thallium incorporation anisotropy in the prism and pyramid growth sectors of ADP crystals which may be caused by the charge state of the {100} and {101} growth planes. For KDP crystals, thallium incorporation is limited by the ionic radii difference of the K⁺ and Tl⁺ cations. Doping with thallium in amounts up to 1.0 mass % causes no changes in the structure perfection of KDP and ADP crystals. Thereat, for ADP crystals, there the increase of the lattice parameter а by 0.9-⁻³ ± 3-10⁻⁵ А is revealed and the decrease of the parameter с by 1.1-10⁻³±3-10⁻⁵ А. The thallium absorption band in KDP:TI⁺ and ADP:TI⁺ crystals lies near 220 nm, emission band maximum is at 280 nm.Вивченo вплив активатора талiю на кiнетику росту та структурну досконалiсть кристалiв KDP та ADP, характер входження i розподiлу його у кристалiчнiй гратцi та на фотолюмiнесцiйнi властивостi. Виявлено анiзотропiю входження домiшки талiю у сектори росту призми та пiрамiди кристалiв ADP, що може бути обумовлено зарядовим станом площин росту {100} i {101}. У кристалах KDP входження домiшки талiю лiмiтується вiдмiннiстю йонних радiусiв катiонiв K⁺ і Tl⁺. При легуваннi талiєм До 1,0 мас.% кристалiв KDP i ADP змiнення структурної досконалостi не встановлено. При цьому виявлено збiльшення параметра гратки а на 0.9-⁻³ ± 3-10⁻⁵ А та зменшення параметра с на 1.1-10⁻³±3-10⁻⁵ А для ADP кристалiв. Смуга поглинання талiю у кристалах KDP:TI та ADP:TI знаходиться у межах 220 нм, а максимум смуги емiсiї знаходиться на довжинi хвилi 280 нм.Изучено влияние активатора таллия на кинетику роста и структурное совершенство кристаллов KDP и ADP, характер вхождения и распределение его в кристаллической решётке и на фотолюминесцентные свойства. Обнаружена анизотропия вхождения примеси таллия в секторы роста призмы и пирамиды кристаллов ADP, что может быть обусловлено зарядовым состоянием плоскостей роста {100} и {101}. В кристаллах KDP вхождение примеси таллия лимитируется различием ионных радиусов катионов K⁺ и Tl⁺. При легировании таллием до 1.0 масс.% кристаллов KDP и ADP изменения структурного совершенства не установлено. При этом обнаружено увеличение параметра решётки а на 0.9-⁻³ ± 3-10⁻⁵ А и уменьшение параметра с на 1.1-10⁻³±3-10⁻⁵ А для ADP кристаллов. Полоса поглощения таллия в кристаллах KDP:TI⁺ и ADP:TI⁺ лежит в области 220 нм, максимум полосы эмиссии приходится на 280 нм

Growth of large-size KDP single crystals with high laser damage threshold

It is shown that the developed method of solvent re-circulation which provides the obtaining of the crystals under optimum growth conditions at a constant temperature (Тcᵣ = 80 ℃, Vgᵣₒwₜₕ ≈ (0,8 / 1,6) * 10⁻⁶ cm/s, рН = 4) allows to grow KDP crystals with a cross-section up to 300 х 300 mm² and a bulk laser damage threshold of ≈ 60 J/cm².Показано, що розроблений метод рециркуляцiї розчинника забезпечує рiст кристалiв при постiйнiй температурi i оптимальних умовах кристалiзацiї (Ткᵣ = 80 ℃, Vкᵣ ≈ (0,8 / 1,6) * 10⁻⁶ cm/s, рН = 4), дозволяеє одержувати монокристали KDP перерiзом до 300 х 300 мм² з величиною об'емної променевої мiцностi ≈60 Дж/см².Показано, что разработанный метод рециркуляции растворителя, обеспечивающий рост кристаллов при постоянной температуре и оптимальных условиях кристаллизации (Ткᵣ = 80 ℃, Vкᵣ ≈ (0,8 / 1,6) * 10⁻⁶ cm/s, рН = 4), позволяет получать монокристаллы KDP сечением до 300 х 300 мм² с величиной объемной лучевой прочности ≈ 60 Дж/см²