Kalijev titanil fosfat (KTiOPO4 ili KTP) KTP je najčešće korišteni materijal za udvostručenje frekvencije Nd:YAG i drugih Nd-dopiranih lasera, posebno kada je gustoća snage na niskoj ili srednjoj razini.Do danas su Nd:laseri s dodatnom i intra-šupljinom udvostručene frekvencije koji koriste KTP postali preferirani izvor pumpanja za lasere s vidljivom bojom i podesive Ti:Sapphire lasere, kao i njihova pojačala.Oni su također korisni zeleni izvori za mnoge istraživačke i industrijske primjene.
KTP se također koristi za intrakavitetno miješanje 0,81 µm diode i 1,064 µm Nd:YAG lasera za generiranje plave svjetlosti i intrakavitetnog SHG Nd:YAG ili Nd:YAP lasera na 1,3 µm za proizvodnju crvene svjetlosti.
Uz jedinstvene NLO karakteristike, KTP također ima obećavajuća EO i dielektrična svojstva koja su usporediva s LiNbO3.Ova povoljna svojstva čine KTP izuzetno korisnim za razne EO uređaje.
Očekuje se da će KTP zamijeniti kristal LiNbO3 u primjeni značajnog volumena EO modulatora, kada se druge prednosti KTP-a kombiniraju u obzir, poput visokog praga oštećenja, široke optičke širine pojasa (>15GHZ), toplinske i mehaničke stabilnosti i niskih gubitaka itd. .
Glavne karakteristike KTP kristala:
● Učinkovita pretvorba frekvencije (učinkovitost pretvorbe 1064nm SHG je oko 80%)
● Veliki nelinearni optički koeficijenti (15 puta veći od KDP-a)
● Široka kutna širina pojasa i mali kut odstupanja
● Širok temperaturni i spektralni pojas
● Visoka toplinska vodljivost (2 puta veća od BNN kristala)
Prijave:
● Udvostručenje frekvencije (SHG) Nd-dopiranih lasera za izlaz zelene/crvene boje
● Miješanje frekvencija (SFM) Nd lasera i diodnog lasera za plavi izlaz
● Parametarski izvori (OPG, OPA i OPO) za 0,6 mm-4,5 mm podesivi izlaz
● Električni optički (EO) modulatori, optički prekidači i usmjereni spojnici
● Optički valovod za integrirane NLO i EO uređaje a=6,404Å, b=10,615Å, c=12,814Å, Z=8
Osnovna svojstvaKTP | |
Kristalna struktura | Ortorombski |
Talište | 1172°C |
Curie Point | 936°C |
Parametri rešetke | a=6,404Å, b=10,615Å, c=12,814Å, Z=8 |
Temperatura razgradnje | ~1150°C |
Temperatura prijelaza | 936°C |
Mohsova tvrdoća | »5 |
Gustoća | 2,945 g/cm3 |
Boja | bezbojan |
Higroskopska osjetljivost | No |
Određena toplina | 0,1737 kal/g.°C |
Toplinska vodljivost | 0,13 W/cm/°C |
Električna provodljivost | 3,5×10-8s/cm (c-os, 22°C, 1KHz) |
Koeficijenti toplinskog širenja | a1= 11 x 10-6°C-1 a2= 9 x 10-6°C-1 a3 = 0,6 x 10-6°C-1 |
Koeficijenti toplinske vodljivosti | k1= 2,0 x 10-2W/cm °C k2= 3,0 x 10-2W/cm °C k3= 3,3 x 10-2W/cm °C |
Domet odašiljanja | 350nm ~ 4500nm |
Raspon usklađivanja faza | 984nm ~ 3400nm |
Koeficijenti apsorpcije | a < 1%/cm @1064nm i 532nm |
Nelinearna svojstva | |
Raspon usklađivanja faza | 497 nm – 3300 nm |
Nelinearni koeficijenti (@ 10-64nm) | d31= 2.54 pm/V, d31=16.35/V, d31=16.9pm/V d24=3.64 pm/V, d15=1,91 pm/V na 1,064 mm |
Efektivni nelinearni optički koeficijenti | def(II)≈ (d24– d15)grijeh2qsin2j d15grijeh2j + d24cos2j) sinq |
Tip II SHG lasera od 1064 nm | |
Kut usklađivanja faza | q=90°, f=23,2° |
Efektivni nelinearni optički koeficijenti | def» 8,3 xd36(KDP) |
Kutni prihvat | Dθ= 75 mrad Dφ= 18 mrad |
Prihvaćanje temperature | 25°C.cm |
Spektralno prihvaćanje | 5,6 Åcm |
Walk-off kut | 1 mrad |
Optički prag oštećenja | 1,5-2,0 MW/cm2 |