KTP-Kristall wird am häufigsten für die Frequenzverdopplung von Nd-dotierten Lasern für Rot- und Grün-Ausgang verwendet. Es wird in den kommerziellen und militärischen Lasern eingesetzt, einschließlich Laborsystemen, medizinischen Systemen, Entfernungsmesser, Lidar-, optischen Kommunikations- und Industriesystemen.
Vorteile:
1. Große nichtlineare optische Koeffizienten
2. Hohe elektro-optischen Koeffizienten und niedriger Dielektrizitätskonstante
3. Hohe Wärmeleitfähigkeit
4. Frei von Feuchtigkeit chemisch und mechanisch stabil
5. Viele Vorteile
6. Hohe elektro-optischen Koeffizienten und niedriger Dielektrizitätskonstante
Anwendung:
1. Strahlung von Frequenzverdopplung bei 1,064 μm
2. Optische parametrische Oszillator im nahen IR-Bereich bis zu 4 μm
3. Unterschiedliche Frequenz-Generatoren im nahen IR-Bereich
4. E-O-Modulatoren, optische Schalter, Richtkoppler
Chemische und struktuelle Eigenschaften von KTP-Kristallen:
| Kristallstruktur | orthorhombisch, Raumgruppe Pna21, Punktgruppe mm2 |
| Gitterkonstante | a=6,404Å, b=10,616Å, c=12,814Å, Z=8 |
| Schmelzpunkt | 1172ã¡C unangemessen |
| Curie-Temperatur | 936°C |
| Mohshärte | ~5 |
| Dichte | 3,01 g/cm3 |
| Farbe | Farblos |
| Hygroskopische Empfänglichkeit | Keine |
| Spezifische Wärme | 0,1643 cal/g°C |
| Wärmeleitfähigkeit | 0,13 W/cm/°K |
| Elktroleitfähigkeit | 3,5x10-8s/cm (c-axis, 22°C, 1KHz) |
Optische und Nichtoptische Eigenschaften von KTP-Kristallen:
| Transparenzbereich | 350~4500nm |
| Phasenanpassungsbereich für Frequenzverdopplung | 497~1800nm (Typ II) |
| Thermische optische Koeffizient (/°C) | dnx/dT=1,1X10-5dny/dT=1,3X10-5dnz/dT=1,6X10-5 |
| Absorptionskoeffizient | <0.1%/cm bei 1064nm <1%/cm bei 532nm |
| Frequenzverdopplung für Typ II vom Nd:YAG-Laser bei 1064nm | Temperaturakzeptanz: 24°C-cm Spektrumakzeptanz: 0,56nm-cm Winkelakzeptanz: 14,2mrad-cm (φ);55,3mrad-cm (θ) Ablenkungswinkel: 0,55° |
| Nichtlineare Koeffizienten | deff(II)≈(d24-d15)sin2φsin2θ-(d15sin2φ + d24cos2φ)sinθ |
| Nichtverschwindene nichtlineare Empfänglichkeit | d31=6,5 pm/V d24=7,6 pm/V d32=5 pm/V d15=6,1 pm/V d33=13,7 pm/V |
| Sellmeier-Gleichung (λ in μm) | nx2=3,0065+0,03901/(λ2-0,04251)-0,01327λ 2 ny2=3,0333+0,04154/(λ 2-0,04547)-0,01408λ2nz2=3,3134+0,05694/(λ 2-0,05658)-0,01682λ2 |
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