Калиев титанил фосфат (KTiOPO4 или KTP) KTP е най-често използваният материал за удвояване на честотата на Nd:YAG и други легирани с Nd лазери, особено когато плътността на мощността е на ниско или средно ниво.Към днешна дата Nd:лазерите с удвоена честота на допълнителна и вътрешна кухина, използващи KTP, са се превърнали в предпочитан източник на изпомпване за лазери с видимо багрило и регулируеми Ti:Sapphire лазери, както и техните усилватели.Те също са полезни зелени източници за много изследователски и индустриални приложения.
KTP също се използва за вътрекухинно смесване на 0,81 µm диод и 1,064 µm Nd:YAG лазер за генериране на синя светлина и вътрекухинен SHG на Nd:YAG или Nd:YAP лазери при 1,3 µm за производство на червена светлина.
В допълнение към уникалните NLO характеристики, KTP също има обещаващи EO и диелектрични свойства, които са сравними с LiNbO3.Тези предимства правят KTP изключително полезен за различни EO устройства.
Очаква се KTP да замени кристала LiNbO3 в значителното обемно приложение на EO модулатори, когато се комбинират други предимства на KTP, като висок праг на повреда, широка оптична честотна лента (>15GHZ), термична и механична стабилност и ниски загуби и т.н. .
Основни характеристики на KTP кристалите:
● Ефективно преобразуване на честотата (1064nm SHG ефективността на преобразуване е около 80%)
● Големи нелинейни оптични коефициенти (15 пъти повече от KDP)
● Широка ъглова честотна лента и малък ъгъл на отклонение
● Широка температурна и спектрална честотна лента
● Висока топлопроводимост (2 пъти по-висока от BNN кристала)
Приложения:
● Удвояване на честотата (SHG) на Nd-легирани лазери за зелен/червен изход
● Честотно смесване (SFM) на Nd лазер и диоден лазер за син изход
● Параметрични източници (OPG, OPA и OPO) за 0,6 mm-4,5 mm регулируем изход
● Електрически оптични (EO) модулатори, оптични превключватели и насочени куплъри
● Оптични вълноводи за интегрирани NLO и EO устройства a=6.404Å, b=10.615Å, c=12.814Å, Z=8
Основни свойства наKTP | |
Кристална структура | Орторомбичен |
Точка на топене | 1172°С |
Кюри Пойнт | 936°С |
Параметри на решетката | a=6.404Å, b=10.615Å, c=12.814Å, Z=8 |
Температура на разлагане | ~1150°C |
Преходна температура | 936°С |
Твърдост по Моос | »5 |
Плътност | 2,945 g/cm3 |
Цвят | безцветен |
Хигроскопична чувствителност | No |
Специфична топлина | 0,1737 кал/g.°C |
Топлопроводимост | 0,13 W/cm/°C |
Електропроводимост | 3,5×10-8s/cm (ос c, 22°C, 1KHz) |
Коефициенти на топлинно разширение | a1= 11 х 10-6°C-1 a2= 9 х 10-6°C-1 a3 = 0,6 х 10-6°C-1 |
Коефициенти на топлопроводимост | k1= 2,0 х 10-2W/cm °C k2= 3,0 х 10-2W/cm °C k3= 3,3 х 10-2W/cm °C |
Обхват на предаване | 350nm ~ 4500nm |
Диапазон на съвпадение на фазите | 984nm ~ 3400nm |
Коефициенти на поглъщане | a < 1%/cm при 1064nm и 532nm |
Нелинейни свойства | |
Обхват на съвпадение на фазите | 497 nm – 3300 nm |
Нелинейни коефициенти (@ 10-64nm) | d31=2.54pm/V, d31=4.35pm/V, d31=16.9pm/V d24=3.64pm/V, d15=1.91pm/V при 1.064 mm |
Ефективни нелинейни оптични коефициенти | dеф(II)≈ (d24- д15) грях2qsin2j – (d15грях2j + d24cos2j) sinq |
Тип II SHG на 1064nm лазер | |
Ъгъл на съвпадение на фазите | q=90°, f=23.2° |
Ефективни нелинейни оптични коефициенти | dеф» 8.3 xd36(KDP) |
Ъглово приемане | Dθ= 75 mrad Dφ= 18 мрад |
Температурно приемане | 25°C.cm |
Спектрално приемане | 5,6 Åcm |
Ъгъл на разходка | 1 мрад |
Праг на оптично увреждане | 1,5-2,0MW/cm2 |