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KTP晶体:一种重要的非线性光学材料

创作时间:
作者:
@小白创作中心

KTP晶体:一种重要的非线性光学材料

引用
1
来源
1.
http://rayseroptronics.com/KTP-Crystal.html

KTP(KTiOPO4)晶体是一种重要的非线性光学材料,在激光技术领域有着广泛的应用。从实验室研究到军事系统,从医疗设备到工业激光系统,KTP晶体凭借其独特的光学性能,成为了现代科技中不可或缺的关键材料。本文将详细介绍KTP晶体的特性、应用及其物理和光学性能。

KTP晶体特点

KTP晶体具有以下显著特点:

  • 非线性光学系数大:这使得KTP晶体在激光频率转换中表现出色。
  • 接收角大,离散角小:这意味着KTP晶体在相位匹配时具有较大的容错范围。
  • 温度范围和光谱范围宽:KTP晶体能够在较宽的温度和光谱范围内保持稳定性能。
  • 光电系数高,介电常数低:这有助于提高器件的效率和响应速度。
  • 抗阻比值大:表明KTP晶体具有良好的电学性能。
  • 不吸水,化学、机械性能稳定性:这使得KTP晶体在各种环境条件下都能保持稳定。

基本属性

化学和结构性能

属性
参数
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
About 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=11x10-6/℃, ay=9x10-6/℃, az=0.6x10-6/℃

光学和非线性光学性能

属性
参数
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
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°
非线性系数
deff(II)≈(d24 - d15)sin2φsin2θ - (d15sin2φ+ d24cos2φ)sinθ
Non-vanished 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 (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

KTP晶体因其优异的光学性能,在激光技术领域有着广泛的应用,包括但不限于实验室研究、医学系统、射程探测器、激光雷达、光通信和工业激光系统。其独特的物理和光学特性,使其成为现代科技中不可或缺的关键材料。

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