KTP - нелинейные кристаллы
- Высокая термостойкость.
- Высокая теплопроводность.
- Малое рассогласование.
- Большое импедансное отношение.
- Широкая полоса пропускания.
KTiOPO₄ (KTP) обладает высоким коэффициентом нелинейности (примерно в 15 раз выше, чем у KDP), высокой теплопроводностью (вдвое выше, чем у кристалла BDN), широкими диапазонами допустимых температурного и углового синхронизмов, высоким порогом устойчивости к серым трекам и оптическому повреждению, не гигроскопичен и не расплывается на воздухе, не разлагается ниже 900°C, имеет хорошие механические свойства, легко полируется, а также характеризуется малым расхождением (walk-off). Эффективность преобразования во вторую гармонику для длины волны 1064 нм может достигать около 80%. Кристалл может использоваться для изготовления элементов для генерации второй гармоники, смешения частот, электрооптической модуляции, оптических параметрических генераторов и оптических волноводов.
Особенности:
- Высокая термостойкость.
- Высокая теплопроводность.
- Малое рассогласование.
- Большое импедансное отношение.
- Широкая полоса пропускания.
- Низкая температурная чувствительность.
- Хорошие механические свойства.
- Большой нелинейно-оптический коэффициент.
- Стабильность химических и механических свойств.
- Высокий фотоэлектрический коэффициент и низкая диэлектрическая проницаемость.
Физические и химические свойства
| Параметр | Значение | Ед. измерения |
|---|---|---|
| Химическая формула | KTiOPO₄ | — |
| Кристаллическая структура | Ромбическая, пространственная группа Pna21, точечная группа mm2 | — |
| Параметры решётки | a = 6,404, b = 10,616, c = 12,814, Z = 8 | Å |
| Температура плавления | ~1172 | °C |
| Твёрдость по Моосу | 5 | — |
| Плотность | 3,01 | г/см³ |
| Теплопроводность | 13 | Вт/(м·К) |
| Коэффициент теплового расширения | αₓ = 11×10⁻⁶, αᵧ = 9×10⁻⁶, α_z = 0.6×10⁻⁶ | 1/°C |
Нелинейные оптические свойства
| Параметр | Значение | Ед. измерения |
|---|---|---|
| Порог оптического повреждения (1064 нм, TEM₀₀, 10 нс, 10 Гц, с АР-покрытием) | >0,5 | ГВт/см² |
| Порог оптического повреждения (532 нм, TEM₀₀, 10 нс, 10 Гц, с АР-покрытием) | >0,3 | ГВт/см² |
| Диапазон фазового синхронизма для ГВГ (тип II) | 497–1800 | нм |
| Эффективный нелинейный коэффициент (тип II) | dэфф(II) ≈ (d₂₄ – d₁₅)·sin²φ·sin²θ – (d₁₅·sin²φ + d₂₄·cos²φ)·sinθ | пм/В |
| Нелинейная восприимчивость d₃₁ | 6,5 | пм/В |
| Нелинейная восприимчивость d₂₄ | 7,6 | пм/В |
| Нелинейная восприимчивость d₃₂ | 5,0 | пм/В |
| Нелинейная восприимчивость d₁₅ | 6,1 | пм/В |
| Нелинейная восприимчивость d₃₃ | 13,7 | пм/В |
| Термооптический коэффициент (dnₓ/dT) | 1,1×10⁻⁵ | 1/°C |
| Термооптический коэффициент (dnᵧ/dT) | 1,3×10⁻⁵ | 1/°C |
| Термооптический коэффициент (dn_z/dT) | 1,6×10⁻⁵ | 1/°C |
| Температурная ширина синхронизма (для ГВГ II типа Nd:YAG, 1064 нм) | 24 | °C·см |
| Спектральная ширина синхронизма (для ГВГ II типа Nd:YAG, 1064 нм) | 0,56 | нм·см |
| Угловая ширина синхронизма (φ) (для ГВГ II типа Nd:YAG, 1064 нм) | 14,2 | мрад·см |
| Угловая ширина синхронизма (θ) (для ГВГ II типа Nd:YAG, 1064 нм) | 55,3 | мрад·см |
| Угол увода (walk-off) (для ГВГ II типа Nd:YAG, 1064 нм) | 0,55 | ° |
- Лазерная дальнометрия для удвоения частоты и ОПО-приложений.
- Смешение частот в твердотельных лазерах (например, с неодимовыми кристаллами) для получения синего излучения.
- Удвоение частоты лазеров на неодимовых кристаллах для получения зелёного/красного излучения.
- ОПГ, ОПУ и ОПО для перестройки длины волны в диапазоне 0,6–4,5 мкм.
