KTP – Frequenzverdoppelung von Nd:Yag-Lasern und anderen Nd-dotierten Lasern
Produktbeschreibung
KTP ist das am häufigsten verwendete Material zur Frequenzverdopplung 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
● Breite Temperatur- und Spektralbandbreite
● Hohe Wärmeleitfähigkeit (2-mal höher als BNN-Kristall)
● Feuchtigkeitsfrei
● Minimaler Nichtübereinstimmungsgradient
● 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 die Grün/Rot-Ausgabe
● Frequenzmischung (SFM) von Nd-Laser und Diodenlaser für die blaue Ausgabe
● Parametrische Quellen (OPG, OPA und OPO) für einen abstimmbaren Ausgang von 0,6 mm bis 4,5 mm
● Elektrische optische (EO) Modulatoren, optische Schalter und Richtungskoppler
● Optische Wellenleiter für integrierte NLO- und EO-Geräte
Frequenzumwandlung
KTP wurde erstmals als NLO-Kristall für Nd-dotierte Lasersysteme mit hoher Konversionseffizienz eingeführt. Unter bestimmten Bedingungen wurde eine Umwandlungseffizienz von 80 % angegeben, womit andere NLO-Kristalle weit hinterherhinken.
Mit der Entwicklung von Laserdioden wird KTP in jüngster Zeit häufig als SHG-Gerät in diodengepumpten Nd:YVO4-Feststofflasersystemen verwendet, um grünen Laser auszugeben und das Lasersystem sehr kompakt zu machen.
KTP für OPA- und OPO-Anwendungen
Neben seiner breiten Verwendung als Frequenzverdopplungsgerät in Nd-dotierten Lasersystemen für Grün/Rot-Ausgabe ist KTP auch einer der wichtigsten Kristalle in parametrischen Quellen für abstimmbare Ausgabe von sichtbarem (600 nm) bis mittlerem IR (4500 nm). aufgrund der Beliebtheit seiner gepumpten Quellen, der Grundwelle und der zweiten Harmonischen eines Nd:YAG- oder Nd:YLF-Lasers.
Eine der nützlichsten Anwendungen ist das nichtkritische phasenangepasste (NCPM) KTP OPO/OPA, das von 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 Milliwatt-Durchschnittsleistungspegel sowohl in den Signal- als auch in den Leerlaufausgängen.
KTP OPO wird mit Nd-dotierten Lasern gepumpt und hat eine Umwandlungseffizienz von über 66 % bei der Abwärtskonvertierung 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=6,404 Å, b=10,615 Å, c=12,814 Å, Z=8 |
| Zersetzungstemperatur | ~1150°C |
| Übergangstemperatur | 936°C |
| Mohshärte | »5 |
| Dichte | 2,945 g/cm3 |
| Farbe | farblos |
| Hygroskopische Anfälligkeit | No |
| Spezifische Wärme | 0,1737 cal/g.°C |
| Wärmeleitfähigkeit | 0,13 W/cm/°C |
| Elektrische Leitfähigkeit | 3,5x10-8 s/cm (c-Achse, 22°C, 1KHz) |
| 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=14,54 Uhr/V, d31=16,35 Uhr/V, d31=16,9 Uhr/V d24=15,64 Uhr/V, d15=13,91 Uhr/V bei 1,064 mm |
| Effektive nichtlineare optische Koeffizienten | deff(II)≈ (d24 - d15)sin2qsin2j - (d15sin2j + d24cos2j)sinq |
Typ II SHG eines 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 Schadensschwelle | 1,5–2,0 MW/cm2 |
Technische Parameter
| Dimension | 1x1x0,05 - 30x30x40 mm |
| Phasenanpassungstyp | Typ II, θ=90°; φ = Phasenanpassungswinkel |
| Typische Beschichtung | S1 und S2: AR bei 1064 nm R<0,1 %; AR bei 532 nm, R<0,25 %. b) S1: HR bei 1064 nm, R>99,8 %; HT bei 808 nm, T>5 % S2: AR bei 1064 nm, R<0,1 %; AR bei 532 nm, R<0,25 % Kundenspezifische Beschichtung auf Kundenwunsch 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 |
| Scratch/Dig-Code | 10/5 Scratch/Dig 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 bei 633 nm |
| Klare Blende | 90 % zentraler Bereich |
| Arbeitstemperatur | 25°C - 80°C |
| Homogenität | dn ~10-6/cm |
