Kalijev titanil fosfat (KTiOPO4 ali KTP) KTP je najpogosteje uporabljen material za podvajanje frekvence Nd:YAG in drugih laserjev, dopiranih z Nd, zlasti kadar je gostota moči na nizki ali srednji ravni.Do danes so Nd:laserji z dodatno in intra-kavitetno podvojeno frekvenco, ki uporabljajo KTP, postali prednostni vir črpanja za laserje z vidnim barvilom in nastavljive Ti:Sapphire laserje ter njihove ojačevalnike.So tudi uporabni zeleni viri za številne raziskovalne in industrijske aplikacije.
KTP se uporablja tudi za intrakavitetno mešanje 0,81 µm diode in 1,064 µm Nd:YAG laserja za ustvarjanje modre svetlobe in znotrajkavitetnega SHG laserjev Nd:YAG ali Nd:YAP pri 1,3 µm za proizvajanje rdeče svetlobe.
Poleg edinstvenih lastnosti NLO ima KTP tudi obetavne EO in dielektrične lastnosti, ki so primerljive z LiNbO3.Zaradi teh prednostnih lastnosti je KTP izjemno uporaben za različne naprave EO.
Pričakuje se, da bo KTP nadomestil kristal LiNbO3 pri znatni količinski uporabi modulatorjev EO, če se upoštevajo druge prednosti KTP, kot so visok prag poškodbe, široka optična pasovna širina (>15 GHz), toplotna in mehanska stabilnost ter nizka izguba itd. .
Glavne značilnosti kristalov KTP:
● Učinkovita pretvorba frekvence (učinkovitost pretvorbe 1064nm SHG je približno 80%)
● Veliki nelinearni optični koeficienti (15-krat večji od KDP)
● Široka kotna pasovna širina in majhen kot odhoda
● Široka temperaturna in spektralna pasovna širina
● Visoka toplotna prevodnost (2-krat večja od BNN kristala)
Aplikacije:
● Podvojitev frekvence (SHG) Nd-dopiranih laserjev za zeleno/rdečo moč
● Frekvenčno mešanje (SFM) Nd laserja in diodnega laserja za modri izhod
● Parametrični viri (OPG, OPA in OPO) za nastavljiv izhod 0,6 mm–4,5 mm
● Električni optični (EO) modulatorji, optična stikala in usmerjevalni spojniki
● Optični valovod za integrirane NLO in EO naprave a=6,404Å, b=10,615Å, c=12,814Å, Z=8
Osnovne lastnostiKTP | |
Kristalna struktura | Ortorombična |
Tališče | 1172°C |
Curie Point | 936°C |
Parametri mreže | a=6,404Å, b=10,615Å, c=12,814Å, Z=8 |
Temperatura razgradnje | ~1150°C |
Prehodna temperatura | 936°C |
Mohsova trdota | »5 |
Gostota | 2,945 g/cm3 |
barva | brezbarven |
Higroskopska občutljivost | No |
Specifična toplota | 0,1737 kal/g.°C |
Toplotna prevodnost | 0,13 W/cm/°C |
Električna prevodnost | 3,5×10-8s/cm (c-os, 22°C, 1KHz) |
Koeficienti toplotnega raztezanja | a1= 11 x 10-6°C-1 a2= 9 x 10-6°C-1 a3 = 0,6 x 10-6°C-1 |
Koeficienti toplotne prevodnosti | k1= 2,0 x 10-2W/cm °C k2= 3,0 x 10-2W/cm °C k3= 3,3 x 10-2W/cm °C |
Oddajno območje | 350nm ~ 4500nm |
Razpon faznega ujemanja | 984 nm ~ 3400 nm |
Absorpcijski koeficienti | a < 1 %/cm pri 1064 nm in 532 nm |
Nelinearne lastnosti | |
Območje ujemanja faz | 497 nm – 3300 nm |
Nelinearni koeficienti (@ 10-64nm) | d31=2.54pm/V, d31=16.35/V, d31=16,9 pm/V d24=3,64 pm/V, d15=1,91 pm/V pri 1,064 mm |
Efektivni nelinearni optični koeficienti | deff(II)≈ (d24– d15) greh2qsin2j – (d15greh2j + d24cos2j) sinq |
Tip II SHG 1064nm laserja | |
Kot faznega ujemanja | q=90°, f=23,2° |
Efektivni nelinearni optični koeficienti | deff» 8,3 xd36(KDP) |
Kotni sprejem | Dθ= 75 mrad Dφ= 18 mrad |
Sprejemljivost temperature | 25°C.cm |
Spektralna sprejemljivost | 5,6 Åcm |
Izhodni kot | 1 mrad |
Prag optične poškodbe | 1,5-2,0 MW/cm2 |