仪器应用 高精度加工磷酸钛氧钾

 KTP(KTiOPO4)在商业和军用激光里被广泛使用，包括实验室和医学系统, 射程探测器，激光雷达，光通信和工业激光系统。 KTP晶体特点: 非线性光学系数大  接收角大，走离角小  宽的温度和光谱带宽  光电系数高和介电常数低  抗阻比值大  不吸水,化学、机械性能稳定性 基本属性 1. 化学和结构性能 晶体结构 斜方晶系,空间群Pna21,点群mm2 晶格参数 a=6.404?, b=10.616?, c=12.814?, Z=8 熔点 About 1172°C 莫斯硬度   5 密度 3.01 g/cm3 导热系数 13W/m/K 热膨胀系数 ax=11x10-6/0C, ay=9x10-6/0C, az=0.6x10-6/0C 光学和非线性光学性能 可透波段范围 350~4500nm SHG相位匹配范围 497 ~ 1800nm  (Type II) 热光系数(/°C) dnx/dT=1.1X10-5 dny/dT=1.3X10-5 dnz/dT=1.6X10-5 吸收系数 <0.1%/cm at 1064nm    <1%/cm at 532nm For Type II SHG of a Nd:YAG laser at 1064nm Temperature Acceptance: 24°C-cm  Spectral Acceptance: 0.56nm-cm Angular Acceptance: 14.2mrad-cm (φ);55.3mrad-cm    (q) Walk-off Angle: 0.55° 非线性系数 deff(II)? (d24 - d15)sin2fsin2q - (d15sin2f + d24cos2f)sin 非线性磁化系数 d31=6.5 pm/V           d24=7.6 pm/V d32= 5 pm/V            d15=6.1 pm/V d33=13.7 pm/V  Sellmeier 方程   (l in μm) nx2=3.0065+0.03901/(l 2-0.04251)-0.01327l 2 ny2=3.0333+0.04154/(l 2-0.04547)-0.01408l 2  nz2=3.3134+0.05694/(l 2-0.05658)-0.01682l 2     Electro-optic coefficients: Low frequency(pm/V) High frequency(pm/V)   R13 935 8.8   R23 15.7 13.8   R33 36.3 35.0   R51 7.3 6.9   R42 9.3 8.8   Dielectric constantq Εeff =13  掺钕激光的倍频、混频应用  KTPZui常用于倍频Nd:YAG及其他掺Nd晶体的激光，特别是在中低功率密度的激光器中。到目前为止，利用KTP进行腔内与腔外倍频的掺Nd晶体的激光器，在逐步取代可见光染料激光和可调蓝宝石激光器。在许多的工业研究中，该种激光器被广泛用做绿光光源。 * 由15W的二极管泵浦的0.5%Nd:YVO4与KTP晶体，可获得的8W 绿光输出 * 使用本公司的2x2x5mm KTP 和3x3x1mm2% Nd:YVO4的晶体，可将1W二极管泵浦光转化成200mW的绿光输出. * 2-5mw绿光输出可从180mw LD pumped Nd:YVO4 和 KTP胶合晶体中获得 KTP也正用于腔内810nm二极管泵浦光和1064nmNd:YAG激光混频产生蓝光, 和Nd:YAG激光器或Nd:YAP激光器的1300nm光进行腔内倍频。   光学参量放大、振荡（OPO and OPA）应用  如图3，图4中所示，由于KTP的二次谐波效应和光学参量放大性能，其在可调Nd离子激光器中的输出波长调节（从可见光--600nm，到中远红外--4500nm）中起到核心组件的作用。  通常情况下，KTP可以在高重复频率和mW平均功率级别的条件下，提供fs级别的稳定、连续脉冲输出。使用KTP进行光学参量放大，可以将Nd:YAG激光器1064nm泵浦光转换成2120nm光，转换效率能达到66%左右。   KTP晶体还有一种新用途，就是用非临界相位匹配的KTP晶体去放大X切的KTP晶体产生的泵浦光。如图5所示，泵浦波长范围从700nm到1000nm，而输出波长则从1040nm到1450nm（信号波）与2150nm 到3200nm（空闲波）。从而产生了高质量的窄波段光束，其转换效率为45%左右     除了其非线性特性外，KTP也因其绝缘特性使其被广泛运用于E-O方面，特别是作为可调E-O器件。表1是KTP与其他E-O模块材料的对比： 表1.电光调节器           Phase     Amplitudee   材料 e N R(pm/V) k(10-6/°C) N7r2/e(pm/V)2 r(pm/V) k(10-6/°C)°C) n7r2/e(pm/V)2 KTP LiNbO3 KD*P LiIO3 15.42 27.9 48.0 5.9 1.80 2.20 1.47 1.74 35.0 8.8 24.0 6.4 31 82 9 24 6130 7410 178 335 27.0 20.1 24.0 1.2 11.7 42 8 15 3650 3500 178 124 从表1，可以发现，KTP以其损伤阈值高，光学透过波段宽(>15GHZ)，热、化学性能 稳定，低吸收等特点，相对LiNbO3晶体更适合于作E-O器件。 光波导应用 在KTP基底上进行离子交换处理，可得到低吸收的光波导器件。这项技术使得KTP 在集成光路方面获得了更多的应用。 表2给出了KTP与其他光波导材料的对比。 表2.电光光波导材料 材料 r (pm/V) N eeff(e11e33)1/233)1/2 n3r/eeff (pm/V) KTP LiNbO3 KNbO3 BNN BN GaAs BaTiO3 35 29 25 56 56-1340 1.2 28 1.86 2.20 2.17 2.22 2.22 3.6 2.36 13 37 30 86 119-3400 14 373 17.3 8.3 9.2 7.1 5.1-0.14 4.0 1.0   KTP 产品规格 尺寸公差 (宽±0.1mm)x(高±0.1mm)x(长+0.5/-0.1mm)(长度≥2.5mm) (宽±0.1mm)x(高±0.1mm)x(长+0.1/-0.1mm) (长度<2.5mm)   通光孔径 中心90%   平面度 小于 λ/8 @ 633nm   波前畸变 小于λ/8 @ 633nm   倒边 ≤0.2mm@45°   崩边 ≤0.1mm   表面光洁度 小于10/ 5（MIL-PRF-13830B）   通光面平行度 小于20"   侧面垂直度 ≤5'   角度公差 △θ≤0.25°, △ф≤0.25°   损伤域值:[GW/cm ] >0.5 for 1064nm, TEM00, 10ns, 10HZ (AR-coated) >0.3 for 532nm, TEM00, 10ns, 10HZ (AR-coated)