Cristallo KTP
Potassio Titanil Fosfato (KTiOPO4 o KTP) Il KTP è il materiale più comunemente utilizzato per il raddoppio della frequenza di Nd:YAG e altri laser drogati con Nd, in particolare quando la densità di potenza è a un livello basso o medio.Ad oggi, i laser Nd: con frequenza extra e intra-cavità raddoppiata che utilizzano KTP sono diventati una fonte di pompaggio preferita per i laser a coloranti visibili e i laser Ti: Zaffiro sintonizzabili, nonché i loro amplificatori.Sono anche utili fonti verdi per molte applicazioni di ricerca e industriali.
KTP viene utilizzato anche per la miscelazione intracavità di diodi da 0,81 µm e laser Nd:YAG da 1,064 µm per generare luce blu e SHG intracavità di laser Nd:YAG o Nd:YAP a 1,3 µm per produrre luce rossa.
Oltre alle caratteristiche NLO uniche, KTP ha anche promettenti proprietà EO e dielettriche paragonabili a LiNbO3.Queste proprietà vantaggiose rendono KTP estremamente utile per vari dispositivi EO.
Si prevede che KTP sostituirà il cristallo LiNbO3 nell'applicazione di volumi considerevoli di modulatori EO, quando si terranno conto degli altri vantaggi di KTP, come soglia di danno elevata, ampia larghezza di banda ottica (> 15 GHZ), stabilità termica e meccanica e bassa perdita, ecc. .
Caratteristiche principali dei cristalli KTP:
● Conversione di frequenza efficiente (l'efficienza di conversione SHG a 1064 nm è circa l'80%)
● Grandi coefficienti ottici non lineari (15 volte quello di KDP)
● Ampia larghezza di banda angolare e angolo di allontanamento ridotto
● Ampia larghezza di banda di temperatura e spettrale
● Elevata conduttività termica (2 volte quella del cristallo BNN)
Applicazioni:
● Raddoppio della frequenza (SHG) dei laser drogati con Nd per l'uscita verde/rossa
● Miscelazione di frequenza (SFM) del laser Nd e del laser a diodi per l'uscita blu
● Sorgenti parametriche (OPG, OPA e OPO) per uscita regolabile da 0,6 mm a 4,5 mm
● Modulatori elettrici ottici (EO), interruttori ottici e accoppiatori direzionali
● Guide d'onda ottiche per dispositivi NLO ed EO integrati a=6,404Å, b=10,615Å, c=12,814Å, Z=8
| Proprietà fondamentali diKTP | |
| Struttura di cristallo | Ortorombico |
| Punto di fusione | 1172°C |
| Punto Curie | 936°C |
| Parametri del reticolo | a=6.404Å, b=10.615Å, c=12.814Å, Z=8 |
| Temperatura di decomposizione | ~1150°C |
| Temperatura di transizione | 936°C |
| Durezza di Mohs | »5 |
| Densità | 2,945 g/cm3 |
| Colore | incolore |
| Suscettibilità igroscopica | No |
| Calore specifico | 0,1737 cal/g.°C |
| Conduttività termica | 0,13 W/cm/°C |
| Conduttività elettrica | 3,5×10-8s/cm (asse c, 22°C, 1KHz) |
| Coefficienti di dilatazione termica | a1= 11×10-6°C-1 a2= 9×10-6°C-1 a3 = 0,6×10-6°C-1 |
| Coefficienti di conducibilità termica | k1= 2,0×10-2W/cm°C k2= 3,0×10-2W/cm°C k3= 3,3×10-2W/cm°C |
| Portata di trasmissione | 350nm~4500nm |
| Intervallo di corrispondenza di fase | 984nm~3400nm |
| Coefficienti di assorbimento | a < 1%/cm @1064nm e 532nm |
| Proprietà non lineari | |
| Intervallo di adattamento di fase | 497nm – 3300nm |
| Coefficienti non lineari (@ 10-64nm) | d31=14:54/V, d31=16:35/V, d31=16:9/V d24=15:64/V, d15=1,91pm/V a 1,064 mm |
| Coefficienti ottici non lineari efficaci | deff(II)≈ (d24- D15)peccato2qsin2j – (d15peccato2j + d24cos2j) sinq |
| SHG di tipo II del laser da 1064 nm | |
| Angolo di corrispondenza di fase | q=90°, f=23,2° |
| Coefficienti ottici non lineari efficaci | deff» 8,3 xd36(PDK) |
| Accettazione angolare | Dθ= 75 mrad Dφ= 18 mrad |
| Accettazione della temperatura | 25°C.cm |
| Accettazione spettrale | 5,6 A cm |
| Angolo di allontanamento | 1 mrad |
| Soglia di danno ottico | 1,5-2,0 MW/cm2 |
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