Fosforan tytanylu potasu (KTiOPO4 lub KTP) KTP jest najczęściej stosowanym materiałem do podwajania częstotliwości laserów Nd:YAG i innych laserów domieszkowanych Nd, szczególnie gdy gęstość mocy jest na niskim lub średnim poziomie.Do chwili obecnej lasery Nd: o podwójnej częstotliwości wewnątrz i wewnątrz wnęki wykorzystujące KTP stały się preferowanym źródłem pompowania dla widzialnych laserów barwnikowych i przestrajalnych laserów Ti:Sapphire, a także ich wzmacniaczy.Są także użytecznymi ekologicznymi źródłami dla wielu zastosowań badawczych i przemysłowych.
KTP jest również używany do wewnątrzwnękowego mieszania diody 0,81 µm i lasera Nd:YAG 1,064 µm w celu generowania światła niebieskiego oraz wewnątrzwnękowego SHG laserów Nd:YAG lub Nd:YAP przy 1,3 µm w celu wytworzenia światła czerwonego.
Oprócz unikalnych cech NLO, KTP ma również obiecujące właściwości EO i dielektryczne porównywalne z LiNbO3.Te korzystne właściwości sprawiają, że KTP jest niezwykle przydatny w różnych urządzeniach EO.
Oczekuje się, że KTP zastąpi kryształ LiNbO3 w znacznych zastosowaniach objętościowych modulatorów EO, jeśli weźmie się pod uwagę inne zalety KTP, takie jak wysoki próg uszkodzenia, szerokie pasmo optyczne (> 15 GHz), stabilność termiczna i mechaniczna oraz niskie straty itp. .
Główne cechy kryształów KTP:
● Wydajna konwersja częstotliwości (wydajność konwersji 1064nm SHG wynosi około 80%)
● Duże nieliniowe współczynniki optyczne (15 razy większe niż KDP)
● Szerokie pasmo kątowe i mały kąt odchodzenia
● Szerokie pasmo temperaturowe i widmowe
● Wysoka przewodność cieplna (2 razy większa niż kryształ BNN)
Aplikacje:
● Podwojenie częstotliwości (SHG) laserów domieszkowanych Nd dla sygnału wyjściowego w kolorze zielonym/czerwonym
● Mieszanie częstotliwości (SFM) lasera Nd i lasera diodowego w celu uzyskania sygnału niebieskiego
● Źródła parametryczne (OPG, OPA i OPO) dla przestrajalnego wyjścia 0,6–4,5 mm
● Elektryczne modulatory optyczne (EO), przełączniki optyczne i sprzęgacze kierunkowe
● Falowody optyczne do zintegrowanych urządzeń NLO i EO a=6,404Å, b=10,615Å, c=12,814Å, Z=8
Podstawowe właściwościKTP | |
Struktura krystaliczna | Ortorombowy |
Temperatura topnienia | 1172°C |
Punkt Curie | 936°C |
Parametry sieci | a=6,404Å, b=10,615Å, c=12,814Å, Z=8 |
Temperatura rozkładu | ~1150°C |
Temperatura przejścia | 936°C |
Twardość Mohsa | »5 |
Gęstość | 2,945 g/cm23 |
Kolor | bezbarwny |
Wrażliwość higroskopijna | No |
Ciepło właściwe | 0,1737 cal/g.°C |
Przewodność cieplna | 0,13 W/cm/°C |
Przewodnictwo elektryczne | 3,5×10-8s/cm (oś c, 22°C, 1 kHz) |
Współczynniki rozszerzalności cieplnej | a1= 11 x 10-6°C-1 a2= 9 x 10-6°C-1 a3 = 0,6 x 10-6°C-1 |
Współczynniki przewodności cieplnej | k1= 2,0 x 10-2W/cm°C k2= 3,0 x 10-2W/cm°C k3= 3,3 x 10-2W/cm°C |
Zasięg transmisji | 350 nm ~ 4500 nm |
Zakres dopasowania fazy | 984 nm ~ 3400 nm |
Współczynniki absorpcji | a < 1%/cm przy 1064 nm i 532 nm |
Właściwości nieliniowe | |
Zakres dopasowania fazy | 497 nm – 3300 nm |
Współczynniki nieliniowe (@ 10-64nm) | d31= 14:54/V, zm31= 16:35/V, zm31= 16,9 po południu/V d24= 15:00/V, zm15= 1,91pm/V przy 1,064 mm |
Efektywne nieliniowe współczynniki optyczne | defekt(II)≈ (zm24- D15)grzech2qsin2j – (zm15grzech2j + re24sałata2j) sinq |
Laser typu II SHG o długości fali 1064 nm | |
Kąt dopasowania fazowego | q=90°, f=23,2° |
Efektywne nieliniowe współczynniki optyczne | defekt» 8,3 xd36(KDP) |
Akceptacja kątowa | Dθ= 75 mrad Dφ= 18 mradów |
Akceptacja temperatury | 25°C.cm |
Akceptacja widmowa | 5,6 Åcm |
Kąt zejścia | 1 mrad |
Próg uszkodzenia optycznego | 1,5-2,0 MW/cm2 |