Калій-титанілфосфат (KTiOPO4 або KTP) KTP є найбільш часто використовуваним матеріалом для подвоєння частоти Nd:YAG та інших Nd-лазерів, особливо коли щільність потужності знаходиться на низькому або середньому рівні.На сьогоднішній день Nd:лазери з подвоєною частотою додаткового та внутрішнього резонатора з використанням KTP стали переважним джерелом накачування для лазерів на барвниках видимого діапазону та регульованих Ti:Sapphire лазерів, а також їхніх підсилювачів.Вони також є корисними екологічними джерелами для багатьох дослідницьких і промислових застосувань.
KTP також використовується для внутрішнього змішування діода 0,81 мкм і лазера Nd:YAG 1,064 мкм для генерації синього світла та внутрішнього змішування SHG лазерів Nd:YAG або Nd:YAP на 1,3 мкм для отримання червоного світла.
На додаток до унікальних характеристик NLO, KTP також має багатообіцяючі EO та діелектричні властивості, які можна порівняти з LiNbO3.Ці переваги роблять KTP надзвичайно корисним для різних пристроїв EO.
Очікується, що KTP замінить кристал LiNbO3 у значному обсязі застосування модуляторів EO, якщо врахувати інші переваги KTP, такі як високий поріг пошкодження, широка оптична смуга пропускання (>15 ГГц), термічна та механічна стабільність, низькі втрати тощо .
Основні характеристики кристалів KTP:
● Ефективне перетворення частоти (ефективність перетворення 1064 нм SHG становить близько 80%)
● Великі нелінійні оптичні коефіцієнти (у 15 разів більше, ніж у KDP)
● Широка кутова смуга пропускання та малий кут відхилення
● Широка температурна та спектральна смуга пропускання
● Висока теплопровідність (у 2 рази більша, ніж у кристала BNN)
Застосування:
● Подвоєння частоти (SHG) Nd-лазерів для зеленого/червоного виходу
● Змішування частот (SFM) Nd лазера та діодного лазера для синього виходу
● Параметричні джерела (OPG, OPA та OPO) для регульованого виходу 0,6-4,5 мм
● Електричні оптичні (EO) модулятори, оптичні перемикачі та спрямовані зв’язки
● Оптичні хвилеводи для інтегрованих пристроїв NLO та EO a=6,404Å, b=10,615Å, c=12,814Å, Z=8
Основні властивостіКТП | |
Кристалічна структура | Ромбічний |
Точка плавлення | 1172°C |
Пункт Кюрі | 936°C |
Параметри решітки | a=6,404Å, b=10,615Å, c=12,814Å, Z=8 |
Температура розкладання | ~1150°C |
Температура переходу | 936°C |
Твердість за шкалою Мооса | »5 |
Щільність | 2,945 г/см3 |
колір | безбарвний |
Гігроскопічна сприйнятливість | No |
Питома теплоємність | 0,1737 кал/г.°C |
Теплопровідність | 0,13 Вт/см/°C |
Електропровідність | 3,5×10-8с/см (вісь c, 22°C, 1 кГц) |
Коефіцієнти теплового розширення | a1= 11 х 10-6°C-1 a2= 9 х 10-6°C-1 a3 = 0,6 х 10-6°C-1 |
Коефіцієнти теплопровідності | k1= 2,0 х 10-2Вт/см °C k2= 3,0 х 10-2Вт/см °C k3= 3,3 х 10-2Вт/см °C |
Дальність передачі | 350 нм ~ 4500 нм |
Діапазон фазового узгодження | 984 нм ~ 3400 нм |
Коефіцієнти поглинання | a < 1%/см при 1064 нм і 532 нм |
Нелінійні властивості | |
Діапазон фазового узгодження | 497 нм – 3300 нм |
Нелінійні коефіцієнти (@ 10-64 нм) | d31=2.54pm/V, d31=4.35pm/V, d31=16,9 вечора/V d24=3.64pm/V, d15=1,91pm/V при 1,064 мм |
Ефективні нелінійно-оптичні коефіцієнти | dефф(II)≈ (d24– д15)гріх2qsin2j – (d15гріх2j + d24cos2j) sinq |
Тип II SHG лазера 1064 нм | |
Кут узгодження фаз | q=90°, f=23,2° |
Ефективні нелінійно-оптичні коефіцієнти | dефф» 8,3 xd36(KDP) |
Кутовий прийом | Dθ= 75 мрад Dφ= 18 мрад |
Прийняття температури | 25°C.см |
Спектральна акцептація | 5,6 Åсм |
Кут обходу | 1 мрад |
Поріг оптичного пошкодження | 1,5-2,0 МВт/см2 |