Kaliumtitanylfosfaat (KTiOPO4 of KTP) KTP is het meest gebruikte materiaal voor frequentieverdubbeling van Nd:YAG en andere Nd-gedoteerde lasers, vooral wanneer de vermogensdichtheid laag of gemiddeld is.Tot op heden zijn extra en intra-cavity frequentieverdubbelde Nd:lasers die KTP gebruiken een geprefereerde pompbron geworden voor zichtbare kleurstoflasers en afstembare Ti:saffierlasers, evenals hun versterkers.Ze zijn ook nuttige groene bronnen voor veel onderzoeks- en industriële toepassingen.
KTP wordt ook gebruikt voor intracavity-menging van 0,81 µm diode en 1,064 µm Nd:YAG-laser om blauw licht te genereren, en intracavity SHG van Nd:YAG- of Nd:YAP-lasers bij 1,3 µm om rood licht te produceren.
Naast unieke NLO-eigenschappen heeft KTP ook veelbelovende EO- en diëlektrische eigenschappen die vergelijkbaar zijn met LiNbO3.Deze gunstige eigenschappen maken KTP uiterst nuttig voor verschillende EO-apparaten.
Er wordt verwacht dat KTP het LiNbO3-kristal zal vervangen bij de aanzienlijke volumetoepassing van EO-modulatoren, wanneer andere voordelen van KTP in aanmerking worden genomen, zoals een hoge schadedrempel, een grote optische bandbreedte (>15GHz), thermische en mechanische stabiliteit en laag verlies, enz. .
Belangrijkste kenmerken van KTP-kristallen:
● Efficiënte frequentieconversie (1064nm SHG-conversie-efficiëntie is ongeveer 80%)
● Grote niet-lineaire optische coëfficiënten (15 keer die van KDP)
● Grote hoekbandbreedte en kleine uitloophoek
● Brede temperatuur- en spectrale bandbreedte
● Hoge thermische geleidbaarheid (2 maal die van BNN-kristal)
Toepassingen:
● Frequentieverdubbeling (SHG) van Nd-gedoteerde lasers voor groen/rode output
● Frequentiemenging (SFM) van Nd-laser en diodelaser voor blauwe uitvoer
● Parametrische bronnen (OPG, OPA en OPO) voor afstembare uitvoer van 0,6 mm - 4,5 mm
● Elektrische optische (EO) modulators, optische schakelaars en richtingskoppelingen
● Optische golfgeleiders voor geïntegreerde NLO- en EO-apparaten a=6,404Å, b=10,615Å, c=12,814Å, Z=8
Basiseigenschappen vanKTP | |
Kristal structuur | Orthorhombisch |
Smeltpunt | 1172°C |
Curie-punt | 936°C |
Roosterparameters | a=6,404Å, b=10,615Å, c=12,814Å, Z=8 |
Temperatuur van ontleding | ~1150°C |
Overgangstemperatuur | 936°C |
Mohs-hardheid | »5 |
Dikte | 2,945 g/cm33 |
Kleur | kleurloos |
Hygroscopische gevoeligheid | No |
Specifieke hitte | 0,1737 cal/g.°C |
Warmtegeleiding | 0,13 W/cm/°C |
Elektrische geleiding | 3,5×10-8s/cm (c-as, 22°C, 1KHz) |
Thermische uitzettingscoëfficiënten | a1= 11 x 10-6°C-1 a2= 9 x 10-6°C-1 a3 = 0,6 x 10-6°C-1 |
Thermische geleidbaarheidscoëfficiënten | k1= 2,0 x 10-2W/cm °C k2= 3,0 x 10-2W/cm °C k3= 3,3 x 10-2W/cm °C |
Zendbereik | 350 nm ~ 4500 nm |
Fase-aanpassingsbereik | 984 nm ~ 3400 nm |
Absorptiecoëfficiënten | a < 1%/cm bij 1064 nm en 532 nm |
Niet-lineaire eigenschappen | |
Fase-aanpassingsbereik | 497 nm – 3300 nm |
Niet-lineaire coëfficiënten (@ 10-64nm) | d31= 14.54 uur/V, d31= 16.35 uur/V, d31= 16.9 uur/V d24= 15.64 uur/V, d15= 1,91 pm/V bij 1,064 mm |
Effectieve niet-lineaire optische coëfficiënten | deffe(II) ≈ (d24- D15)zonde2Qsin2j – (d15zonde2j + d24want2j)sinq |
Type II SHG van 1064 nm-laser | |
Fase-aanpassingshoek | q=90°, f=23,2° |
Effectieve niet-lineaire optische coëfficiënten | deffe» 8,3 xd36(KDP) |
Hoekige acceptatie | Dθ= 75 mrad Dφ= 18 mrad |
Temperatuuracceptatie | 25°C.cm |
Spectrale acceptatie | 5,6 Åcm |
Uitloophoek | 1 mrad |
Optische schadedrempel | 1,5-2,0 MW/cm32 |