磷酸钛氧钾(KTiOPO4或KTP)晶体是一种性能优良的非线性光学晶体材料,但高温溶液生长的KTP晶体c向电导率较高,这是限制它在电光方面应用的原因之一。 本文采用高温溶液缓慢降温法分别进行单掺Al3+、双掺Al3+和Ba2+、单掺Cs+离子的KTP晶体生长实验,得到如下生长工艺：采用[001]方向生长的籽晶；晶体做正转-停止-反转运动,转速为30r/min,每80秒换向一次,换向间隙停转11秒：以降-停-降的降温方式进行晶体生长,生长初期降温速率0.3～1℃/day,逐渐递增,两周后停止降温2～3天,随后恢复降温,降温速率为1～3℃/day。 研究了掺质对KTP晶体生长习性的影响。发现掺Cs+的KTP晶体生长习性发生很大改变,晶体a向生长速度极其缓慢,外形呈片状；而单掺Al3+离子和双掺Al3+和Ba2+离子的KTP晶体的生长习性基本没有发生变化,其形态与纯KTP晶体相比基本没有发生变化。 分析了KTP晶体生长过程中容易出现的缺陷如包裹体、台阶和开裂的原因,还用化学侵蚀法观察晶体(001)晶面的位错蚀坑,并分析了缺陷产生的原因。 在交流电场条件下分别测定了所生长的纯KTP晶体和掺质KTP晶体c向电导率,测试结果表明：单掺Al3+离子、Cs+离子及双掺Al3+和Ba2+离子均能降低晶体的c向电导率,且降低的幅度在2～3个数量级。对掺质KTP晶体的掺质分配系数、晶胞参数、紫外-可见-红外透过光谱等相关性质进行了测试与计算,发现掺质没明显改变晶体结构参数,对紫外-可见-红外透过光谱的影响也很微弱。对Al3+:KTP系列晶体进行了粉末倍频效应的测试,表明：掺Al3+离子系列的KTP晶体的SHG均比纯KTP晶体的有所提高,并且随着掺质浓度的增加,其粉末倍频效应也随之增强。 总之,本文对掺质KTP晶体的生长以及性质、性能进行了较系统的研究,得到了多项有意义的结论,但有些问题还有待进一步的深入研究。