KTP-Kristall

Kaliumtitanylarsenat (KTiOAsO4) oder KTA-Kristall ist ein ausgezeichneter nichtlinearer optischer Kristall für die Anwendung der optischen parametrischen Oszillation (OPO).Es verfügt über bessere nichtlineare optische und elektrooptische Koeffizienten, eine deutlich reduzierte Absorption im Bereich von 2,0–5,0 µm, eine große Winkel- und Temperaturbandbreite und niedrige Dielektrizitätskonstanten.

Kristallstruktur:Orthorhombisch

Schmelzpunkt:1172°C

Curie-Punkt:936°C

Gitterparameter:a=6,404 Å, b=10,615 Å, c=12,814 Å, Z=8

Zersetzungstemperatur:~1150°C

Übergangstemperatur:936°C

Dichte:2,945 g/cm3

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technische Parameter

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Kaliumtitanylphosphat (KTiOPO4 oder KTP) KTP ist das am häufigsten verwendete Material zur Frequenzverdopplung von Nd:YAG- und anderen Nd-dotierten Lasern, insbesondere wenn die Leistungsdichte auf einem niedrigen oder mittleren Niveau liegt.Bisher sind Nd:Laser mit zusätzlicher und intrakavitätsverdoppelter Frequenz unter Verwendung von KTP zu einer bevorzugten Pumpquelle für sichtbare Farbstofflaser und abstimmbare Ti:Saphir-Laser sowie deren Verstärker geworden.Sie sind auch nützliche grüne Quellen für viele Forschungs- und Industrieanwendungen.
KTP wird auch für die Intracavity-Mischung von 0,81-µm-Dioden- und 1,064-µm-Nd:YAG-Lasern zur Erzeugung von blauem Licht und für die Intracavity-SHG von Nd:YAG- oder Nd:YAP-Lasern bei 1,3 µm zur Erzeugung von rotem Licht verwendet.
Zusätzlich zu den einzigartigen NLO-Eigenschaften verfügt KTP auch über vielversprechende EO- und dielektrische Eigenschaften, die mit denen von LiNbO3 vergleichbar sind.Diese vorteilhaften Eigenschaften machen KTP für verschiedene EO-Geräte äußerst nützlich.
Es wird erwartet, dass KTP den LiNbO3-Kristall in der umfangreichen Volumenanwendung von EO-Modulatoren ersetzen wird, wenn andere Vorteile von KTP kombiniert werden, wie z. B. hohe Zerstörschwelle, große optische Bandbreite (>15 GHz), thermische und mechanische Stabilität und geringer Verlust usw .
Hauptmerkmale von KTP-Kristallen:
● Effiziente Frequenzumwandlung (1064 nm SHG-Umwandlungseffizienz beträgt etwa 80 %).
● Große nichtlineare optische Koeffizienten (15-mal so hoch wie KDP)
● Große Winkelbandbreite und kleiner Walk-off-Winkel
● Breite Temperatur- und Spektralbandbreite
● Hohe Wärmeleitfähigkeit (2-mal höher als BNN-Kristall)
Anwendungen:
● Frequenzverdopplung (SHG) von Nd-dotierten Lasern für die Grün/Rot-Ausgabe
● Frequenzmischung (SFM) von Nd-Laser und Diodenlaser für die blaue Ausgabe
● Parametrische Quellen (OPG, OPA und OPO) für einen abstimmbaren Ausgang von 0,6 mm bis 4,5 mm
● Elektrische optische (EO) Modulatoren, optische Schalter und Richtungskoppler
● Optische Wellenleiter für integrierte NLO- und EO-Geräte a=6,404 Å, b=10,615 Å, c=12,814 Å, Z=8

Grundlegende Eigenschaften vonKTP
Kristallstruktur	Orthorhombisch
Schmelzpunkt	1172°C
Curie-Punkt	936°C
Gitterparameter	a=6,404 Å, b=10,615 Å, c=12,814 Å, Z=8
Zersetzungstemperatur	~1150°C
Übergangstemperatur	936°C
Mohshärte	»5
Dichte	2,945 g/cm³
Farbe	farblos
Hygroskopische Anfälligkeit	No
Spezifische Wärme	0,1737 cal/g.°C
Wärmeleitfähigkeit	0,13 W/cm/°C
Elektrische Leitfähigkeit	3,5×10^-8s/cm (c-Achse, 22°C, 1KHz)
Wärmeausdehnungskoeffizienten	a₁= 11 x 10^-6°C^-1a₂= 9 x 10^-6°C^-1a₃= 0,6 x 10^-6°C^-1
Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten	k₁= 2,0 x 10^-2W/cm °C k₂= 3,0 x 10^-2W/cm °C k₃= 3,3 x 10^-2W/cm °C
Sendereichweite	350 nm ~ 4500 nm
Phasenanpassungsbereich	984 nm ~ 3400 nm
Absorptionskoeffizienten	a < 1 %/cm bei 1064 nm und 532 nm

Nichtlineare Eigenschaften
Phasenanpassungsbereich	497 nm – 3300 nm
Nichtlineare Koeffizienten (@ 10–64 nm)	d₃₁=2,54pm/V, d₃₁=16,35 Uhr/V, d₃₁=16,9 Uhr/V d₂₄=15,64 Uhr/V, d₁₅=1,91pm/V bei 1,064 mm
Effektive nichtlineare optische Koeffizienten	d_eff(II)≈ (gest₂₄- D₁₅)Sünde²qsin²j – (gest₁₅Sünde²j + d₂₄cos²j)sinq

Typ II SHG eines 1064-nm-Lasers
Phasenanpassungswinkel	q=90°, f=23,2°
Effektive nichtlineare optische Koeffizienten	d_eff» 8,3 xd₃₆(KDP)
Winkelakzeptanz	D_θ= 75 mrad D_φ= 18 mrad
Temperaturakzeptanz	25°C.cm
Spektrale Akzeptanz	5,6 Åcm
Walk-Off-Winkel	1 mrad
Optische Schadensschwelle	1,5–2,0 MW/cm²