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KTP非线性晶体

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KTP非线性晶体

磷酸钛氧钾(KTiOPO4,简称KTP)有很高的非线性系数(约为KDP的15倍)、高热导率(为BNN晶体的2倍),容许温度匹配和容许角度匹配范围大,抗灰迹、抗光损伤阈值高,不吸潮、不潮解,在900℃以下不分解,机械性能良好、晶体表面易于抛光,失配度小。其对1064nm的倍频效率可达约80%,该晶体可用于制作倍频、混频、电光调制、光学参量振荡和光学波导等元器件。

特点

  • 耐高温;
  • 热导率高;
  • 失配度小;
  • 抗阻比值大;
  • 透光波段宽;
  • 温度敏感性低;
  • 机械性能良好;
  • 非线性光学系数大;
  • 化学机械性能稳定;
  • 光电系数高,介电常数低;

物化性质

属性数值
化学式KTiOPO4
晶体结构斜方晶系,空间群Pna21,点群mm2
晶格参数a=6.404Å, b=10.616Å, c=12.814Å, Z=8
熔点1172°C
莫氏硬度5
密度3.01 g/cm3
导热系数13W/m/K
热膨胀系数ax=11×10-6/℃, ay=9×10-6/℃, az=0.6×10-6/℃

非线性光学性质

损伤阈值: [GW/cm ]>0.5 @1064 nm,TEM00, 10ns,10HZ(AR-coated)
>0.3 @532 nm,TEM00, 10ns,10HZ(AR-coated)
SHG相位匹配范围497 ~ 1800nm  (Type II)
Non-vanished 非线性磁化系数deff(II)≈(d24- d15)sin2φsin2θ- (d15sin2φ+ d24cos2φ)sinθ
d31=6.5 pm/V
d24=7.6 pm/V
d32= 5 pm/V
d15=6.1 pm/V
d33=13.7 pm/V
热光系数dnx/dT=1.1*10-5/℃
dny/dT=1.3*10-5/℃
dnz/dT=1.6*10-5/℃
Nd:YAG激光器的类型II SHG@1064nm温度接收: 24°C·cm
光谱接收: 0.56nm·cm
角度接收: 14.2mrad·cm (φ);  55.3mrad·cm(θ)
离散角: 0.55°

线性光学性质

透射范围350~4500nm
吸收系数<0.1%/cm @ 1064nm;<1%/cm @ 532nm
折射率nx=1.7377, ny=1.7453, nz=1.8297 @1064nm
nx=1.7780, ny=1.7886, nz=1.8887 @532nm
Sellmeier 方程(λ in μm)nx2=3.0065+0.03901/(λ2-0.04251)-0.01327λ2
ny2=3.0333+0.04154/(λ2-0.04547)-0.01408λ2
nz2=3.3134+0.05694/(λ2-0.05658)-0.01682λ2

光谱

非线性晶体KTP-PM角非线性晶体KTP相位匹配
非线性晶体KTP-XY平面opo非线性晶体KTP-XZ平面OPO
非线性晶体KTP非临界相位匹配

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