KTP — Frequentieverdubbeling van Nd:Yag-lasers en andere Nd-gedoteerde lasers
Productomschrijving
KTP is het meest gebruikte materiaal voor frequentieverdubbeling van Nd:YAG-lasers en andere Nd-gedoteerde lasers, vooral bij een lage of gemiddelde vermogensdichtheid.
Voordelen
● Efficiënte frequentieomzetting (1064nm SHG-omzettingsefficiëntie is ongeveer 80%)
● Grote niet-lineaire optische coëfficiënten (15 keer die van KDP)
● Grote hoekbandbreedte en kleine afloophoek
● Brede temperatuur- en spectrale bandbreedte
● Hoge thermische geleidbaarheid (2 keer die van BNN-kristal)
● Vochtvrij
● Minimale mismatch-gradiënt
● Supergepolijst optisch oppervlak
● Geen ontleding beneden 900°C
● Mechanisch stabiel
● Lage kosten vergeleken met BBO en LBO
Toepassingen
● Frequentieverdubbeling (SHG) van Nd-gedoteerde lasers voor groene/rode output
● Frequentiemenging (SFM) van Nd-laser en diodelaser voor blauwe output
● Parametrische bronnen (OPG, OPA en OPO) voor afstembare uitgang van 0,6 mm tot 4,5 mm
● Elektrische optische (EO) modulatoren, optische schakelaars en richtingskoppelaars
● Optische golfgeleiders voor geïntegreerde NLO- en EO-apparaten
Frequentieconversie
KTP werd voor het eerst geïntroduceerd als het NLO-kristal voor Nd-gedoteerde lasersystemen met een hoge conversie-efficiëntie. Onder bepaalde omstandigheden werd een conversie-efficiëntie van 80% gerapporteerd, waarmee andere NLO-kristallen ver achterbleven.
Dankzij de recente ontwikkeling van laserdiodes wordt KTP op grote schaal gebruikt als SHG-apparaat in diodegepompte Nd:YVO4-lasersystemen om een groene laser uit te zenden en het lasersysteem zeer compact te maken.
KTP voor OPA- en OPO-toepassingen
Naast het brede gebruik als frequentieverdubbelingsapparaat in Nd-gedoteerde lasersystemen voor groen/rood licht, is KTP ook een van de belangrijkste kristallen in parametrische bronnen voor instelbare lichtopbrengst van zichtbaar (600 nm) tot midden-IR (4500 nm) vanwege de populariteit van de gepompte bronnen, de fundamentele en tweede harmonische van een Nd:YAG- of Nd:YLF-laser.
Een van de meest bruikbare toepassingen is de niet-kritische fase-aangepaste (NCPM) KTP OPO/OPA die door de afstembare lasers wordt gepompt om een hoge conversie-efficiëntie te verkrijgen. KTP OPO resulteert in stabiele, continue uitgangen van femtosecondepulsen met een herhalingsfrequentie van 108 Hz en gemiddelde vermogensniveaus van milliwatt in zowel signaal- als idler-uitgangen.
KTP OPO heeft, dankzij Nd-gedoteerde lasers, een conversie-efficiëntie van ruim 66% behaald bij downconversie van 1060 nm naar 2120 nm.
Elektro-optische modulatoren
KTP-kristallen kunnen worden gebruikt als elektro-optische modulatoren. Neem voor meer informatie contact op met onze sales engineers.
Basis eigenschappen
| Kristalstructuur | Orthorhombisch |
| Smeltpunt | 1172°C |
| Curiepunt | 936°C |
| Roosterparameters | a=6,404Å, b=10,615Å, c=12,814Å, Z=8 |
| Ontledingstemperatuur | ~1150°C |
| Overgangstemperatuur | 936°C |
| Mohs-hardheid | »5 |
| Dikte | 2,945 g/cm3 |
| Kleur | kleurloos |
| Hygroscopische gevoeligheid | No |
| Soortelijke warmte | 0,1737 cal/g°C |
| Thermische geleidbaarheid | 0,13 W/cm/°C |
| Elektrische geleidbaarheid | 3,5x10-8 s/cm (c-as, 22°C, 1KHz) |
| Thermische uitzettingscoëfficiënten | a1 = 11 x 10-6 °C-1 |
| a2 = 9 x 10-6 °C-1 | |
| a3 = 0,6 x 10-6 °C-1 | |
| Thermische geleidbaarheidscoëfficiënten | k1 = 2,0 x 10-2 W/cm °C |
| k2 = 3,0 x 10-2 W/cm °C | |
| k3 = 3,3 x 10-2 W/cm °C | |
| Zendbereik | 350nm ~ 4500nm |
| Faseaanpassingsbereik | 984nm ~ 3400nm |
| Absorptiecoëfficiënten | a < 1%/cm @1064nm en 532nm |
| Niet-lineaire eigenschappen | |
| Faseaanpassingsbereik | 497 nm – 3300 nm |
| Niet-lineaire coëfficiënten (@ 10-64nm) | d31=14.54 uur/V, d31=16.35 uur/V, d31=16.9pm/V d24=15.64 uur/V, d15=3.91 uur/V bij 1.064 mm |
| Effectieve niet-lineaire optische coëfficiënten | deff(II)≈ (d24 - d15)sin2qsin2j - (d15sin2j + d24cos2j)sinq |
Type II SHG van 1064nm laser
| Faseaanpassingshoek | q=90°, f=23,2° |
| Effectieve niet-lineaire optische coëfficiënten | deff » 8,3 x d36(KDP) |
| Hoekige acceptatie | Dθ= 75 mrad Dφ= 18 mrad |
| Temperatuuracceptatie | 25°C.cm |
| Spectrale acceptatie | 5,6 Åcm |
| Walk-off hoek | 1 mrad |
| Optische schadedrempel | 1,5-2,0 MW/cm2 |
Technische parameters
| Dimensie | 1x1x0,05 - 30x30x40 mm |
| Fase-aanpassingstype | Type II, θ=90°; φ=fase-aanpassingshoek |
| Typische coating | S1&S2: AR @1064nm R<0,1%; AR bij 532 nm, R<0,25%. b) S1: HR @1064nm, R>99,8%; HT @808nm, T>5% S2: AR @1064nm, R<0,1%; AR @532nm, R<0,25% Aangepaste coatings zijn op verzoek van de klant beschikbaar. |
| Hoektolerantie | 6' Δθ < ± 0,5°; Δφ < ± 0,5° |
| Maattolerantie | ±0,02 - 0,1 mm (B ± 0,1 mm) x (H ± 0,1 mm) x (L + 0,2 mm/-0,1 mm) voor NKC-serie |
| Vlakheid | λ/8 bij 633 nm |
| Kras/graafcode | 10/5 Scratch/dig volgens MIL-O-13830A |
| Parallelisme | <10' beter dan 10 boogseconden voor NKC-serie |
| Loodrechtheid | 5' 5 boogminuten voor NKC-serie |
| Golffrontvervorming | minder dan λ/8 bij 633 nm |
| Vrije opening | 90% centraal gebied |
| Werktemperatuur | 25°C - 80°C |
| Homogeniteit | dn ~10-6/cm |
