Titanylfosfát draselný (KTiOPO4 nebo KTP) KTP je nejběžněji používaným materiálem pro zdvojnásobení frekvence Nd:YAG a dalších Nd-dopovaných laserů, zvláště když je hustota výkonu na nízké nebo střední úrovni.K dnešnímu dni se Nd:lasery se zdvojenou frekvencí a v dutině využívající KTP staly preferovaným čerpacím zdrojem pro lasery s viditelným barvivem a laditelné Ti:Safírové lasery a také jejich zesilovače.Jsou také užitečnými zelenými zdroji pro mnoho výzkumných a průmyslových aplikací.
KTP se také používá pro intrakavitální míchání 0,81µm diody a 1,064µm Nd:YAG laseru pro generování modrého světla a intrakavitální SHG laserů Nd:YAG nebo Nd:YAP při 1,3µm pro produkci červeného světla.
Kromě jedinečných vlastností NLO má KTP také slibné EO a dielektrické vlastnosti, které jsou srovnatelné s LiNbO3.Díky těmto výhodným vlastnostem je KTP mimořádně užitečný pro různá zařízení EO.
Očekává se, že KTP nahradí krystal LiNbO3 ve značné objemové aplikaci modulátorů EO, když se zkombinují další přednosti KTP, jako je vysoký práh poškození, široká optická šířka pásma (>15GHZ), tepelná a mechanická stabilita a nízké ztráty atd. .
Hlavní vlastnosti KTP krystalů:
● Efektivní frekvenční převod (účinnost konverze 1064nm SHG je asi 80 %)
● Velké nelineární optické koeficienty (15krát vyšší než KDP)
● Široká úhlová šířka pásma a malý rozchodový úhel
● Široká teplota a spektrální šířka pásma
● Vysoká tepelná vodivost (2krát vyšší než BNN krystal)
Aplikace:
● Zdvojnásobení frekvence (SHG) Nd-dopovaných laserů pro zelený/červený výstup
● Frekvenční směšování (SFM) Nd laseru a diodového laseru pro modrý výstup
● Parametrické zdroje (OPG, OPA a OPO) pro 0,6-4,5mm laditelný výstup
● Elektrické optické (EO) modulátory, optické spínače a směrové vazební členy
● Optické vlnovody pro integrovaná zařízení NLO a EO a=6,404Å, b=10,615Å, c=12,814Å, Z=8
Základní vlastnostiKTP | |
Krystalická struktura | Ortorombický |
Bod tání | 1172 °C |
Curie Point | 936 °C |
Parametry mřížky | a=6,404Á, b=10,615Á, c=12,814Á, Z=8 |
Teplota rozkladu | ~1150 °C |
Přechodová teplota | 936 °C |
Mohsova tvrdost | »5 |
Hustota | 2,945 g/cm3 |
Barva | bezbarvý |
Hygroskopická citlivost | No |
Specifické teplo | 0,1737 cal/g.°C |
Tepelná vodivost | 0,13 W/cm/°C |
Elektrická vodivost | 3,5×10-8s/cm (osa c, 22 °C, 1 kHz) |
Koeficienty tepelné roztažnosti | a1= 11 x 10-6°C-1 a2= 9 x 10-6°C-1 a3 = 0,6 x 10-6°C-1 |
Součinitele tepelné 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 |
Vysílací rozsah | 350nm ~ 4500nm |
Rozsah fázového přizpůsobení | 984nm ~ 3400nm |
Absorpční koeficienty | a < 1 %/cm @1064nm a 532nm |
Nelineární vlastnosti | |
Rozsah fázového přizpůsobení | 497nm – 3300nm |
Nelineární koeficienty (@ 10-64nm) | d31= 2,54 pm/V, d31= 16,35 pm/V, d31= 16,9 hodin/V d24= 3,64 pm/V, d15=1,91 pm/V při 1,064 mm |
Efektivní nelineární optické koeficienty | deff(II)≈ (d24– d15)hřích2qsin2j – (d15hřích2j + d24cos2j) sinq |
Typ II SHG 1064nm laseru | |
Úhel fázového přizpůsobení | q = 90°, f = 23,2° |
Efektivní nelineární optické koeficienty | deff» 8,3 xd36(KDP) |
Úhlové přijetí | Dθ= 75 mrad Dφ= 18 mrad |
Přijetí teploty | 25 °C.cm |
Spektrální přijetí | 5,6 Åcm |
Úhel rozchodu | 1 mrad |
Práh optického poškození | 1,5-2,0 MW/cm2 |