Titanylfosfát draselný (KTiOPO4 alebo KTP) KTP je najbežnejšie používaný materiál na zdvojnásobenie frekvencie Nd:YAG a iných Nd-dopovaných laserov, najmä ak je hustota výkonu na nízkej alebo strednej úrovni.K dnešnému dňu sa extra a intra-dutinové frekvenčné zdvojnásobené Nd: lasery používajúce KTP stali preferovaným čerpacím zdrojom pre viditeľné farbivové lasery a laditeľné Ti: Zafírové lasery, ako aj ich zosilňovače.Sú tiež užitočnými zelenými zdrojmi pre mnohé výskumné a priemyselné aplikácie.
KTP sa tiež používa na vnútrokavitové miešanie 0,81 µm diódy a 1,064 µm Nd:YAG lasera na generovanie modrého svetla a intrakavitálneho SHG laserov Nd:YAG alebo Nd:YAP pri 1,3 µm na produkciu červeného svetla.
Okrem jedinečných vlastností NLO má KTP aj sľubné EO a dielektrické vlastnosti, ktoré sú porovnateľné s LiNbO3.Vďaka týmto výhodným vlastnostiam je KTP mimoriadne užitočný pre rôzne zariadenia EO.
Očakáva sa, že KTP nahradí kryštál LiNbO3 v značne objemovej aplikácii modulátorov EO, keď sa zohľadnia ďalšie prednosti KTP, ako je vysoký prah poškodenia, široká optická šírka pásma (>15GHZ), tepelná a mechanická stabilita a nízke straty atď. .
Hlavné vlastnosti kryštálov KTP:
● Efektívna frekvenčná konverzia (účinnosť konverzie 1064nm SHG je približne 80 %)
● Veľké nelineárne optické koeficienty (15-násobok KDP)
● Široká uhlová šírka pásma a malý uhol chôdze
● Široká teplota a spektrálna šírka pásma
● Vysoká tepelná vodivosť (2-krát vyššia ako BNN kryštál)
Aplikácie:
● Zdvojnásobenie frekvencie (SHG) Nd-dopovaných laserov pre zelený/červený výstup
● Frekvenčné miešanie (SFM) Nd lasera a diódového lasera pre modrý výstup
● Parametrické zdroje (OPG, OPA a OPO) pre laditeľný výstup 0,6 mm – 4,5 mm
● Elektrické optické (EO) modulátory, optické prepínače a smerové spojky
● Optické vlnovody pre integrované zariadenia NLO a EO a=6,404Å, b=10,615Å, c=12,814Å, Z=8
Základné vlastnostiKTP | |
Kryštálová štruktúra | Ortorombická |
Bod topenia | 1172 °C |
Curie Point | 936 °C |
Parametre mriežky | a=6,404Á, b=10,615Á, c=12,814Á, Z=8 |
Teplota rozkladu | ~1150 °C |
Prechodová teplota | 936 °C |
Tvrdosť podľa Mohsa | »5 |
Hustota | 2,945 g/cm3 |
Farba | bezfarebný |
Hygroskopická citlivosť | No |
Špecifické teplo | 0,1737 cal/g.°C |
Tepelná vodivosť | 0,13 W/cm/°C |
Elektrická vodivosť | 3,5 × 10-8s/cm (os c, 22 °C, 1 kHz) |
Koeficienty tepelnej rozťažnosti | a1= 11 x 10-6°C-1 a2= 9 x 10-6°C-1 a3 = 0,6 x 10-6°C-1 |
Koeficienty tepelnej vodivosti | k1= 2,0 x 10-2W/cm °C k2= 3,0 x 10-2W/cm °C k3= 3,3 x 10-2W/cm °C |
Vysielací rozsah | 350nm ~ 4500nm |
Rozsah fázovej zhody | 984nm ~ 3400nm |
Absorpčné koeficienty | a < 1 %/cm pri 1064 nm a 532 nm |
Nelineárne vlastnosti | |
Rozsah fázovej zhody | 497 nm – 3300 nm |
Nelineárne koeficienty (@ 10-64nm) | d31= 2,54 pm/V, d31= 4,35 pm/V, d31= 16,9 pm/V d24= 3,64 pm/V, d15= 1,91 pm/V pri 1,064 mm |
Efektívne nelineárne optické koeficienty | deff(II)≈ (d24– d15) hriech2qsin2j – (d15hriech2j + d24cos2j) sinq |
Laser typu II SHG 1064nm | |
Uhol fázovej zhody | q = 90°, f = 23,2° |
Efektívne nelineárne optické koeficienty | deff» 8,3 xd36(KDP) |
Uhlové prijatie | Dθ= 75 mrad Dφ= 18 mrad |
Akceptácia teploty | 25 °C.cm |
Spektrálne prijatie | 5,6 Åcm |
Uhol odchodu | 1 mrad |
Prah optického poškodenia | 1,5-2,0 MW/cm2 |