磷酸二氢钾(KH2PO4,KDP)晶体是20世纪40年代发展起来的一种非常优良的电光非线性光学材料,因其较大的电光非线性系数和较高的激光损伤阈值,使其被广泛应用于激光变频、电光调制和光快速开关等高技术领域,是大功率激光系统的首选材料。大截面KDP类晶体是目前唯一可应用在激光核聚变中的非线性光学材料。在溶液法生长KDP晶体技术中,无论是传统的Z切片籽晶再生过程,还是快速生长技术中点籽晶的再生过程,都存在一种尚未被充分理解的奇特现象,即薄表面层生长现象。当KDP类晶体在人为破坏或自然生长偏离其结晶学形状时,晶体都会以薄表面层生长的形式恢复晶体理想外形。为了探究这一奇特现象的内在机理,本课题提出一种实验研究薄表面层形成和生长的“涂覆法”。利用该方法,以KDP晶体Z切片为载体,对薄表面层形成及生长特性开展研究,探寻棱边在薄表面层形成和生长过程中的作用、棱边与台阶产生之间的关系,并对不同涂覆情况下的薄表面层生长动力学参数进行测量。主要研究内容及结论如下:(1)寻找一种不污染生长溶液的涂覆材料,将其涂覆在晶体的特定表面上,使该表面与生长溶液隔离而无法生长,而未涂覆的晶体表面的成核及生长不受影响。经过反复试验,我们选定奥斯邦1891型号的有机硅胶,为后续的涂覆实验做准备。(2)对KDP晶体Z切片的特定表面进行涂覆处理,探究(001)面、棱边、柱面在薄表面层形成以及生长过程中所起的作用。结果表明,棱边是薄表面层形成的先决条件,正常棱边因涂覆失去后,还可以通过其他方式形成新棱边,柱面的生长和(001)面上小晶锥的结合都能形成新棱边,形成新棱边所需时间存在差异。(3)薄表面层形成过程疑似有悖于热力学原理,面积增加一倍的薄表面层生长方式明显使体系吉布斯自由能增加,对这个现象的确难以给出合理的解释。在前人研究的理论支撑下,我们大胆提出晶体薄表面层的形成和生长存在“记忆功能”。基于晶体的这种“记忆功能”,我们提出一个薄表面层生长假说:“晶体对其形态有记忆功能,在偏离其原有结晶学形态后,存在恢复其原有形态的“恢复势”,该“恢复势”能克服表面能的增加,使晶体以薄表面层生长的方式实现其原有结晶学形态的快速恢复”。基于该假说,我们设计了相关实验对其进行论证。实验结果表明,该假说能较好的解释晶体再生过程的生长特性。(4)通过对各种涂覆处理的Z切片进行光学显微镜实时观测,发现棱边在薄表面层形成中起关键作用,而柱面能提供台阶,在薄表面层生长中起重要作用。同时,得到了不同涂覆处理方式下薄表面层切向生长速度和动力学系数。