KTP — Frequenzverdopplung von Nd:YAG-Lasern und anderen Nd-dotierten Lasern
Produktbeschreibung
KTP ist das am häufigsten verwendete Material zur Frequenzverdoppelung von Nd:YAG-Lasern und anderen Nd-dotierten Lasern, insbesondere bei niedriger oder mittlerer Leistungsdichte.
Vorteile
● Effiziente Frequenzumwandlung (1064 nm SHG-Umwandlungseffizienz beträgt etwa 80 %)
● Große nichtlineare optische Koeffizienten (15-mal so hoch wie KDP)
● Große Winkelbandbreite und kleiner Walk-Off-Winkel
● Große Temperatur- und Spektralbandbreite
● Hohe Wärmeleitfähigkeit (zweimal so hoch wie bei BNN-Kristallen)
● Feuchtigkeitsfrei
● Minimaler Fehlanpassungsgradient
● Superpolierte optische Oberfläche
● Keine Zersetzung unter 900°C
● Mechanisch stabil
● Niedrige Kosten im Vergleich zu BBO und LBO
Anwendungen
● Frequenzverdopplung (SHG) von Nd-dotierten Lasern für Grün/Rot-Ausgang
● Frequenzmischung (SFM) von Nd-Laser und Diodenlaser für blaue Ausgabe
● Parametrische Quellen (OPG, OPA und OPO) für 0,6 mm–4,5 mm abstimmbare Ausgabe
● Elektrische optische (EO) Modulatoren, optische Schalter und Richtkoppler
● Optische Wellenleiter für integrierte NLO- und EO-Geräte
Frequenzumwandlung
KTP wurde erstmals als NLO-Kristall für Nd-dotierte Lasersysteme mit hoher Umwandlungseffizienz eingeführt. Unter bestimmten Bedingungen wurde eine Umwandlungseffizienz von 80 % berichtet, womit andere NLO-Kristalle weit hinter sich gelassen wurden.
Mit der Entwicklung von Laserdioden wird KTP seit kurzem häufig als SHG-Gerät in diodengepumpten Nd:YVO4-Festkörperlasersystemen verwendet, um grüne Laserstrahlung auszugeben und das Lasersystem zudem sehr kompakt zu gestalten.
KTP für OPA-, OPO-Anwendungen
Zusätzlich zu seiner weit verbreiteten Verwendung als Frequenzverdoppler in Nd-dotierten Lasersystemen für Grün/Rot-Ausgabe ist KTP aufgrund der Beliebtheit seiner gepumpten Quellen, der Grundwelle und der zweiten Harmonischen eines Nd:YAG- oder Nd:YLF-Lasers, auch einer der wichtigsten Kristalle in parametrischen Quellen für eine abstimmbare Ausgabe vom sichtbaren (600 nm) bis zum mittleren Infrarotbereich (4500 nm).
Eine der nützlichsten Anwendungen ist das nicht-kritische phasenangepasste (NCPM) KTP OPO/OPA, das von den abstimmbaren Lasern gepumpt wird, um eine hohe Umwandlungseffizienz zu erzielen. KTP OPO führt zu stabilen kontinuierlichen Ausgängen von Femtosekundenimpulsen mit einer Wiederholungsrate von 108 Hz und durchschnittlichen Leistungspegeln im Milliwattbereich sowohl bei den Signal- als auch bei den Leerlaufausgängen.
Gepumpt durch Nd-dotierte Laser hat KTP OPO eine Konvertierungseffizienz von über 66 % für die Herunterkonvertierung von 1060 nm auf 2120 nm erreicht.
Elektrooptische Modulatoren
KTP-Kristalle können als elektrooptische Modulatoren verwendet werden. Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an unsere Vertriebsingenieure.
Grundlegende Eigenschaften
| Kristallstruktur | Orthorhombisch |
| Schmelzpunkt | 1172 °C |
| Curie-Punkt | 936 °C |
| Gitterparameter | a=6,404Å, b=10,615Å, c=12,814Å, Z=8 |
| Zersetzungstemperatur | ~1150 °C |
| Übergangstemperatur | 936 °C |
| Mohshärte | »5 |
| Dichte | 2,945 g/cm3 |
| Farbe | farblos |
| Hygroskopische Empfindlichkeit | No |
| Spezifische Wärme | 0,1737 kcal/g.°C |
| Wärmeleitfähigkeit | 0,13 W/cm/°C |
| Elektrische Leitfähigkeit | 3,5 x 10-8 s/cm (c-Achse, 22 °C, 1 kHz) |
| Wärmeausdehnungskoeffizienten | a1 = 11 x 10-6 °C-1 |
| a2 = 9 x 10-6 °C-1 | |
| a3 = 0,6 x 10-6 °C-1 | |
| Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten | 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 | |
| Sendereichweite | 350 nm ~ 4500 nm |
| Phasenanpassungsbereich | 984 nm ~ 3400 nm |
| Absorptionskoeffizienten | a < 1 %/cm bei 1064 nm und 532 nm |
| Nichtlineare Eigenschaften | |
| Phasenanpassungsbereich | 497 nm – 3300 nm |
| Nichtlineare Koeffizienten (@ 10-64 nm) | d31=2,54pm/V, d31=4,35pm/V, d31=16,9pm/V d24=3,64pm/V, d15=1,91pm/V bei 1,064 mm |
| Effektive nichtlineare optische Koeffizienten | deff(II)≈ (d24 - d15)sin2qsin2j - (d15sin2j + d24cos2j)sinq |
Typ II SHG des 1064-nm-Lasers
| Phasenanpassungswinkel | q=90°, f=23,2° |
| Effektive nichtlineare optische Koeffizienten | deff » 8,3 x d36(KDP) |
| Winkelakzeptanz | Dθ= 75 mrad Dφ= 18 mrad |
| Temperaturakzeptanz | 25°C.cm |
| Spektrale Akzeptanz | 5,6 Åcm |
| Walk-off-Winkel | 1 mrad |
| Optische Zerstörschwelle | 1,5–2,0 MW/cm² |
Technische Parameter
| Dimension | 1x1x0,05 - 30x30x40 mm |
| Phasenanpassungstyp | Typ II, θ=90°; φ = Phasenanpassungswinkel |
| Typische Beschichtung | S1&S2: AR @1064nm R<0,1%; AR bei 532 nm, R < 0,25 %. b) S1: HR @1064 nm, R > 99,8 %; HT @808nm, T>5% S2: AR @1064 nm, R <0,1 %; AR @532 nm, R <0,25 % Auf Kundenwunsch ist eine individuelle Beschichtung möglich. |
| Winkeltoleranz | 6' Δθ< ± 0,5°; Δφ< ±0,5° |
| Maßtoleranz | ±0,02 - 0,1 mm (B ± 0,1 mm) x (H ± 0,1 mm) x (L + 0,2 mm/-0,1 mm) für die NKC-Serie |
| Ebenheit | λ/8 bei 633 nm |
| Rubbel-/Dig-Code | 10/5 Kratz-/Grabfestigkeit gemäß MIL-O-13830A |
| Parallelität | <10' besser als 10 Bogensekunden für die NKC-Serie |
| Rechtwinkligkeit | 5' 5 Bogenminuten für die NKC-Serie |
| Wellenfrontverzerrung | weniger als λ/8 @ 633nm |
| Freie Blende | 90 % Zentralbereich |
| Arbeitstemperatur | 25°C - 80°C |
| Homogenität | dn ~10-6/cm |
