Kálium-titanil-foszfát (KTiOPO4 vagy KTP) A KTP a leggyakrabban használt anyag az Nd:YAG és más Nd-adalékolt lézerek frekvencia-duplázására, különösen akkor, ha a teljesítménysűrűség alacsony vagy közepes szinten van.A mai napig a KTP-t használó, extra és üregen belüli frekvencián megkétszerezett Nd:lézerek a látható festéklézerek és a hangolható Ti:Zafír lézerek, valamint ezek erősítőinek kedvelt pumpáló forrásává váltak.Számos kutatási és ipari alkalmazáshoz is hasznos zöld források.
A KTP-t 0,81 µm-es dióda és 1,064 µm-es Nd:YAG lézer üreges keverésére is használják kék fény előállítására, valamint Nd:YAG vagy Nd:YAP lézerek üreges SHG-jét 1,3 µm-es vörös fény előállítására.
Az egyedi NLO-funkciók mellett a KTP ígéretes EO-val és dielektromos tulajdonságokkal is rendelkezik, amelyek a LiNbO3-hoz hasonlíthatók.Ezek az előnyös tulajdonságok rendkívül hasznossá teszik a KTP-t különféle EO-eszközökhöz.
A KTP várhatóan felváltja a LiNbO3 kristályt az EO modulátorok jelentős volumenű alkalmazásaiban, ha a KTP egyéb előnyeit is figyelembe veszik, mint például a magas károsodási küszöb, széles optikai sávszélesség (>15 GHz), termikus és mechanikai stabilitás, alacsony veszteség stb. .
A KTP kristályok fő jellemzői:
● Hatékony frekvenciakonverzió (1064 nm SHG konverziós hatékonyság kb. 80%)
● Nagy nemlineáris optikai együtthatók (15-szöröse a KDP-nek)
● Széles szögsávszélesség és kis kifutási szög
● Széles hőmérséklet és spektrális sávszélesség
● Magas hővezető képesség (a BNN kristályának kétszerese)
Alkalmazások:
● Frekvencia megkettőzés (SHG) Nd-adalékolt lézerek zöld/piros kimenetéhez
● Nd lézer és dióda lézer frekvenciakeverése (SFM) a kék kimenethez
● Paraméteres források (OPG, OPA és OPO) a 0,6–4,5 mm hangolható kimenethez
● Elektromos optikai (EO) modulátorok, optikai kapcsolók és iránycsatolók
● Optikai hullámvezetők integrált NLO és EO eszközökhöz a=6,404Å, b=10,615Å, c=12,814Å, Z=8
Alapvető tulajdonságaiKTP | |
Kristályos szerkezet | Ortorombikus |
Olvadáspont | 1172 °C |
Curie-pont | 936 °C |
Rács paraméterei | a = 6,404 A, b = 10,615 A, c = 12,814 A, Z = 8 |
Bomlási hőmérséklet | ~1150°C |
Átmeneti hőmérséklet | 936 °C |
Mohs keménység | »5 |
Sűrűség | 2,945 g/cm3 |
Szín | színtelen |
Higroszkópos érzékenység | No |
Fajlagos hő | 0,1737 cal/g°C |
Hővezető | 0,13 W/cm/°C |
Elektromos vezetőképesség | 3,5×10-8s/cm (c-tengely, 22°C, 1KHz) |
Hőtágulási együtthatók | a1= 11 x 10-6°C-1 a2= 9 x 10-6°C-1 a3 = 0,6 x 10-6°C-1 |
Hővezetési együtthatók | k1= 2,0 x 10-2W/cm °C k2= 3,0 x 10-2W/cm °C k3= 3,3 x 10-2W/cm °C |
Átviteli tartomány | 350 nm ~ 4500 nm |
Fázisillesztési tartomány | 984 nm ~ 3400 nm |
Abszorpciós együtthatók | a < 1%/cm @ 1064 nm és 532 nm |
Nemlineáris tulajdonságok | |
Fázisillesztési tartomány | 497 nm – 3300 nm |
Nemlineáris együtthatók (@ 10-64 nm) | d31= 2,54 pm/V, d31= 4,35 pm/V, d31=16.9pm/V d24=3,64 pm/V, d15=1,91 pm/V 1,064 mm-nél |
Effektív nemlineáris optikai együtthatók | deff(II)≈ (d24– d15)bűn2qsin2j – (d15bűn2j + d24kötözősaláta2j)sinq |
1064nm-es lézer II típusú SHG | |
Fázisillesztési szög | q=90°, f=23,2° |
Effektív nemlineáris optikai együtthatók | deff» 8.3 xd36(KDP) |
Szögelfogadás | Dθ= 75 mrad Dφ= 18 mrad |
Hőmérséklet elfogadása | 25°C.cm |
Spektrális elfogadás | 5,6 Åcm |
Lefutási szög | 1 mrad |
Optikai károsodási küszöb | 1,5-2,0 MW/cm2 |