KTP-Kristall
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 innerer Hohlraumfrequenz, die KTP verwenden, eine bevorzugte Pumpquelle für sichtbare Farbstofflaser und abstimmbare Ti: Sapphire-Laser sowie deren Verstärker geworden. Sie sind auch nützliche grüne Quellen für viele Forschungs- und Industrieanwendungen.
KTP wird auch zum Intracavity-Mischen von 0,81 & mgr; m Diode und 1,064 & mgr; m Nd: YAG-Laser verwendet, um blaues Licht und Intracavity-SHG von Nd: YAG- oder Nd: YAP-Lasern bei 1,3 & mgr; m zu erzeugen, um rotes Licht zu erzeugen.
Neben einzigartigen NLO-Merkmalen verfügt KTP auch über vielversprechende EO- und dielektrische Eigenschaften, die mit LiNbO3 vergleichbar sind. Diese vorteilhaften Eigenschaften machen KTP für verschiedene EO-Geräte äußerst nützlich.
Es wird erwartet, dass KTP den LiNbO3-Kristall bei der Anwendung von EO-Modulatoren mit beträchtlichem Volumen ersetzt, wenn andere Vorteile von KTP berücksichtigt werden, wie z. B. hohe Schadensschwelle, große optische Bandbreite (> 15 GHz), thermische und mechanische Stabilität und geringer Verlust usw. .
Hauptmerkmale von KTP-Kristallen:
● Effiziente Frequenzumwandlung (1064 nm SHG-Umwandlungseffizienz beträgt ca. 80%)
● Große nichtlineare optische Koeffizienten (15-mal so hoch wie KDP)
● Große Winkelbandbreite und kleiner Absprungwinkel
● Breite Temperatur und spektrale Bandbreite
● Hohe Wärmeleitfähigkeit (2-fache des BNN-Kristalls)
Anwendungen:
● Frequenzverdopplung (SHG) von Nd-dotierten Lasern für Grün / Rot-Ausgang
● Frequenzmischung (SFM) von Nd-Laser und Diodenlaser für Blauausgang
● Parametrische Quellen (OPG, OPA und OPO) für einen einstellbaren Ausgang von 0,6 mm bis 4,5 mm
● Elektrisch-optische (EO) Modulatoren, optische Schalter und Richtkoppler
● Optische Wellenleiter für integrierte NLO- und EO-Geräte a = 6,404 Å, b = 10,615 Å, c = 12,814 Å, Z = 8
| Grundlegende Eigenschaften von KTP | |
| Kristallstruktur | Orthorhombisch |
| Schmelzpunkt | 1172 ° C. |
| Curie Point | 936 ° C. |
| Gitterparameter | a = 6,404 Å, b = 10,615 Å, c = 12,814 Å, Z = 8 |
| Zersetzungstemperatur | ~ 1150 ° C. |
| Übergangstemperatur | 936 ° C. |
| Mohs Härte | »5 |
| Dichte | 2,945 g / cm3 |
| Farbe | farblos |
| Hygroskopische Anfälligkeit | Nein |
| Spezifische Wärme | 0,1737 cal / g ° C. |
| Wärmeleitfähigkeit | 0,13 W / cm / ° C. |
| Elektrische Leitfähigkeit | 3,5 × 10-8 s / cm (c-Achse, 22 ° C, 1 kHz) |
| Wärmeausdehnungskoeffizienten | a1 = 11 x 10-6 ° C.-1 a2 = 9 x 10-6 ° C.-1 a3 = 0,6 × 10-6 ° C.-1 |
| Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten | k1 = 2,0 x 10-2 W / cm ° C. k2 = 3,0 x 10-2 W / cm ° C. k3 = 3,3 x 10-2 W / 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 (@ 10-64nm) |
d31= 2,54 pm / V, d31= 16.35 Uhr / V, d31= 16.9 Uhr / V. d24= 3,64 pm / V, d15= 1,91 pm / V bei 1,064 mm |
| Effektive nichtlineare optische Koeffizienten | deff(II) ≈ (d24 - d15)Sünde2qsin2j - (d15Sünde2j + d24cos2j) sinq |
| Typ II SHG eines 1064-nm-Lasers | |
| Phasenanpassungswinkel | q = 90 °, f = 23,2 ° |
| Effektive nichtlineare optische Koeffizienten | deff »8,3 xd36(KDP) |
| Winkelannahme | Dθ= 75 mrad D.φ= 18 mrad |
| Temperaturannahme | 25 ° C cm |
| Spektrale Akzeptanz | 5,6 Åcm |
| Gehwinkel | 1 mrad |
| Optische Schadensschwelle | 1,5-2,0 MW / cm2 |
