Титанилфосфат калия (KTiOPO4 или KTP) KTP является наиболее часто используемым материалом для удвоения частоты Nd:YAG и других лазеров, легированных Nd, особенно когда плотность мощности находится на низком или среднем уровне.На сегодняшний день дополнительные и внутрирезонаторные Nd:лазеры с удвоенной частотой, использующие KTP, стали предпочтительным источником накачки для лазеров на красителях видимого диапазона и перестраиваемых Ti:Сапфировых лазеров, а также их усилителей.Они также являются полезными экологически чистыми источниками для многих исследований и промышленных применений.
KTP также используется для внутрирезонаторного смешивания диода 0,81 мкм и лазера Nd:YAG с длиной волны 1,064 мкм для генерации синего света и внутрирезонаторной ГВГ лазеров Nd:YAG или Nd:YAP на длине волны 1,3 мкм для получения красного света.
Помимо уникальных свойств NLO, KTP также обладает многообещающими ЭО и диэлектрическими свойствами, сравнимыми с LiNbO3.Эти преимущества делают KTP чрезвычайно полезным для различных устройств EO.
Ожидается, что KTP заменит кристалл LiNbO3 в значительном объеме применения ЭО-модуляторов, если учесть другие преимущества KTP, такие как высокий порог повреждения, широкая оптическая полоса пропускания (> 15 ГГц), термическая и механическая стабильность, низкие потери и т. д. .
Основные характеристики кристаллов KTP:
● Эффективное преобразование частоты (эффективность преобразования 1064 нм ГВГ составляет около 80%)
● Большие нелинейно-оптические коэффициенты (в 15 раз больше, чем у KDP).
● Широкая угловая полоса пропускания и небольшой угол отклонения.
● Широкая температурная и спектральная полоса пропускания.
● Высокая теплопроводность (в 2 раза выше, чем у кристалла BNN).
Приложения:
● Удвоение частоты (SHG) лазеров с легированием Nd для получения зеленого/красного выходного сигнала.
● Смешение частот (SFM) неодимового и диодного лазера для получения синего излучения.
● Параметрические источники (OPG, OPA и OPO) для настраиваемого выходного сигнала 0,6–4,5 мм.
● Электрические оптические (EO) модуляторы, оптические переключатели и направленные ответвители.
● Оптические волноводы для интегрированных устройств NLO и EO a=6,404Å, b=10,615Å, c=12,814Å, Z=8
Основные свойстваКТП | |
Кристальная структура | орторомбический |
Температура плавления | 1172°С |
Кюри-Пойнт | 936°С |
Параметры решетки | а=6,404 Å, b=10,615 Å, c=12,814 Å, Z=8 |
Температура разложения | ~1150°С |
Температура перехода | 936°С |
Твердость по шкале Мооса | »5 |
Плотность | 2,945 г/см3 |
Цвет | бесцветный |
Гигроскопическая чувствительность | No |
Удельная теплоемкость | 0,1737 кал/г°С |
Теплопроводность | 0,13 Вт/см/°С |
Электрическая проводимость | 3,5×10-8с/см (ось c, 22°C, 1 кГц) |
Коэффициенты теплового расширения | a1= 11 х 10-6°С-1 a2= 9 х 10-6°С-1 a3 = 0,6 х 10-6°С-1 |
Коэффициенты теплопроводности | k1= 2,0 х 10-2Вт/см °C k2= 3,0 х 10-2Вт/см °C k3= 3,3 х 10-2Вт/см °C |
Диапазон передачи | 350 нм ~ 4500 нм |
Диапазон фазового согласования | 984 нм ~ 3400 нм |
Коэффициенты поглощения | a < 1%/см при 1064 нм и 532 нм |
Нелинейные свойства | |
Диапазон фазового согласования | 497–3300 нм |
Нелинейные коэффициенты (@ 10-64 морских миль) | d31= 14:54/В, д31= 16:35/В, д31= 16,9 вечера/В d24= 15:64/В, д15= 1,91 пм/В при 1,064 мм |
Эффективные нелинейно-оптические коэффициенты | dэфф(II)≈ (д24– д15) грех2Ксин2j – (д15грех2дж + д24потому что2к) синк |
Тип II SHG лазера 1064 нм | |
Угол фазового согласования | q=90°, f=23,2° |
Эффективные нелинейно-оптические коэффициенты | dэфф» 8.3 хд36(ДПК) |
Угловое принятие | Dθ= 75 мрад Дφ= 18 мрад |
Принятие температуры | 25°С.см |
Спектральное принятие | 5,6 Осм |
Угол схода | 1 мрад |
Порог оптического повреждения | 1,5-2,0 МВт/см2 |