אשלגן טיטניל פוספט (KTiOPO4 או KTP) KTP הוא החומר הנפוץ ביותר להכפלת תדרים של Nd:YAG ולייזרים מסוממים Nd אחרים, במיוחד כאשר צפיפות ההספק היא ברמה נמוכה או בינונית.עד כה, לייזרי Nd: אקסטרה ותוך חלל מוכפלים באמצעות KTP הפכו למקור שאיבה מועדף עבור לייזרים צבעוניים גלויים ולייזרי Ti:Sapphire הניתנים לכוונון וכן למגברים שלהם.הם גם מקורות ירוקים שימושיים ליישומי מחקר ותעשייה רבים.
KTP משמש גם לערבוב תוך-חללי של דיודה 0.81 מיקרומטר ולייזר Nd:YAG בגודל 1.064 מיקרומטר ליצירת אור כחול ו-SHG תוך-חלל של לייזרים Nd:YAG או Nd:YAP ב-1.3מיקרומטר להפקת אור אדום.
בנוסף לתכונות ה-NLO הייחודיות, ל-KTP יש גם תכונות EO ודיאלקטריות מבטיחות שהן דומות ל-LiNbO3.המאפיינים המועדפים הללו הופכים את KTP לשימושי ביותר עבור התקני EO שונים.
KTP צפוי להחליף גביש LiNbO3 ביישום נפח ניכר של מאפננים EO, כאשר משולבים יתרונות אחרים של KTP, כגון סף נזק גבוה, רוחב פס אופטי רחב (>15GHZ), יציבות תרמית ומכנית, ואובדן נמוך וכו' .
תכונות עיקריות של גבישי KTP:
● המרת תדר יעילה (יעילות המרה של 1064nm SHG היא כ-80%)
● מקדמים אופטיים לא ליניאריים גדולים (פי 15 מזה של KDP)
● רוחב פס זוויתי רחב וזווית יציאה קטנה
● טמפרטורה רחבה ורוחב פס ספקטרלי
● מוליכות תרמית גבוהה (פי שניים מגריסטל BNN)
יישומים:
● הכפלת תדרים (SHG) של לייזרים עם סימום Nd עבור פלט ירוק/אדום
● ערבוב תדרים (SFM) של לייזר Nd ודיודה לייזר עבור פלט כחול
● מקורות פרמטריים (OPG, OPA ו-OPO) עבור פלט מתכוונן של 0.6 מ"מ-4.5 מ"מ
● מאפננים אופטיים חשמליים (EO), מתגים אופטיים ומצמדי כיוונים
● מוליכי גל אופטיים עבור התקני NLO ו-EO משולבים a=6.404Å, b=10.615Å, c=12.814Å, Z=8
מאפיינים בסיסיים שלKTP | |
מבנה קריסטל | אורתורהומבי |
נקודת המסה | 1172 מעלות צלזיוס |
נקודת קירי | 936 מעלות צלזיוס |
פרמטרים של סריג | a=6.404Å, b=10.615Å, c=12.814Å, Z=8 |
טמפרטורת פירוק | ~1150 מעלות צלזיוס |
טמפרטורת מעבר | 936 מעלות צלזיוס |
קשיות מוהס | »5 |
צְפִיפוּת | 2.945 גרם/ס"מ3 |
צֶבַע | חֲסַר צֶבַע |
רגישות היגרוסקופית | No |
חום ספציפי | 0.1737 cal/g.°C |
מוליכות תרמית | 0.13 W/cm/°C |
מוליכות חשמלית | 3.5×10-8s/cm (ציר c, 22°C, 1KHz) |
מקדמי התפשטות תרמית | a1= 11 x 10-6מעלות צלזיוס-1 a2= 9 x 10-6מעלות צלזיוס-1 a3 = 0.6 x 10-6מעלות צלזיוס-1 |
מקדמי מוליכות תרמית | k1= 2.0 x 10-2W/cm °C k2= 3.0 x 10-2W/cm °C k3= 3.3 x 10-2W/cm °C |
טווח שידור | 350 ננומטר ~ 4500 ננומטר |
טווח התאמת פאזות | 984 ננומטר ~ 3400 ננומטר |
מקדמי ספיגה | a < 1%/cm @1064nm ו-532nm |
מאפיינים לא ליניאריים | |
טווח התאמת פאזות | 497 ננומטר - 3300 ננומטר |
מקדמים לא ליניאריים (@10-64 ננומטר) | d31=14:54/V, ד31= 16:35/V, ד31=16.9pm/V d24=3.64pm/V, ד15=1.91pm/V ב-1.064 מ"מ |
מקדמים אופטיים לא ליניאריים יעילים | deff(II)≈ (ד24– ד15)חטא2qsin2י – (ד15חטא2j + d24חַסַת עָלִים2י)סינק |
סוג II SHG של לייזר 1064nm | |
זווית התאמת שלב | q=90°, f=23.2° |
מקדמים אופטיים לא ליניאריים יעילים | deff» 8.3 xd36(KDP) |
קבלה זוויתית | Dθ= 75 mrad Dφ= 18 מראד |
קבלת טמפרטורה | 25°C.cm |
קבלה ספקטרלית | 5.6 אוק"מ |
זווית יציאה | 1 מראד |
סף נזק אופטי | 1.5-2.0MW/cm2 |