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Cristal no lineal KTP

El fosfato de óxido de titanio y potasio (KTiOPO4), o el cristal KTP, se utiliza principalmente como cristales no lineales para duplicar la frecuencia del láser de estado sólido Nd: YAG o cristal Nd: YVO4, ya que tiene grandes coeficientes ópticos no lineales, ancho de banda angular amplio y una pequeña caminata Ángulo de desconexión, temperatura amplia y ancho de banda espectral. El cristal KTP también tiene un alto coeficiente electro-óptico (E-O) y una constante dieléctrica baja, y una gran figura de mérito, estas características lo hacen también ampliamente utilizado en la aplicación electro-óptica.

Honor Optics también ofrece el cristal GTR-KTP, el cristal GTR-KTP es un cristal KTP RESISTENTE AL RASTREO GRISO, que tiene propiedades físicas, químicas y no lineales similares con el cristal KTP normal, pero tiene mejores propiedades de resistencia al rastreo gris. Cuando se trabaja bajo el láser de 532 nm, el GTR-KTP no formaría un seguimiento gris sobre la trayectoria de la luz, por lo que puede mantener la energía del láser SHG igual que al principio. El cristal GTR-KTP tiene un ancho de banda angular amplio y un ángulo de desplazamiento pequeño y un ancho de banda espectral y de temperatura amplio. Honor Optics es el fabricante profesional de cristal no lineal KTP chino de alta calidad, que compra cristal no lineal KTP de gran tamaño a precio de fábrica.

Características típicas del cristal KTP:

Conversión de frecuencia eficiente (la eficiencia de conversión de SHG de 1064 nm es aproximadamente del 80%)
Coeficientes ópticos no lineales grandes (15 veces el de KDP)
Gran ancho de banda angular y ángulo de desplazamiento pequeño
Amplia temperatura y ancho de banda espectral
Alta conductividad térmica (2 veces la del cristal BNN)
Libre de humedad
Gradiente de desajuste mínimo
Superficie óptica super-pulida
No hay descomposición por debajo de 900 ° C
Mecánicamente estable
Bajo costo comparado con BBO y LBO

Desventaja:

El seguimiento de grises a alta potencia limitó su aplicación a una densidad de potencia moderada
Las aplicaciones adicionales para el cristal no lineal GTR-KTP de gran tamaño incluyen frecuencia mixta, modulación electro-óptica, generación paramétrica óptica y guía de onda óptica.

Typical Features for GTR-KTP crystal:
High gray track resistance
High damage threshold: ≥2 GW/cm2(@1064nm,TEM00,10ns,10Hz)
High conversion efficiency: up to 80% depending upon cube length and laser system
High homogeneity: Δn<10-5
Low absorption:   <1000ppm/cm (@532mm)
<150ppm/cm (@1064mm)
Low electrical conductivity: about 10-10Ω•cm
100W QCW output available
Single domain structure

El cristal no lineal KTP con alto umbral de daño se usa ampliamente en la duplicación de la frecuencia de los sistemas láser dopados con Nd para la salida Verde /Roja; fuentes paramétricas (OPG, OPA y OPO) para salida sintonizable de 600nm-4500nm; Moduladores de E-O, interruptores ópticos, acopladores direccionales; Guías de ondas ópticas para dispositivos NLO y E-O integrados, etc.
SHG de Nd: láseres
El cristal no lineal KTP personalizado de alta pureza es el material más comúnmente utilizado para duplicar la frecuencia de los lásers Nd: YAG y otros láseres dopados con Nd, particularmente a baja o mediana densidad de potencia. La siguiente tabla enumera las principales propiedades NLO de KTP para duplicar la frecuencia de un láser Nd: YAG.

 Phase matching angle  θ=90o, φ=23.5o
 Effective SHG Coefficient  deff = 8.3xd36(KDP)
 Angular Acceptance  20 brand-cm
 Temperature Acceptance  25 oC-cm
 Spectral Acceptance  5.6 Å-cm.
 Walk-off angle  4.5 med (0.26o)

La frecuencia extra e intra cavidad duplicó los lásers Nd: el uso de cristal no lineal KTP chino de alta calidad se ha convertido en una fuente de láser verde preferida para muchas aplicaciones de I + D, médicas, industriales y comerciales. Al utilizar KTP SHG en una cavidad extra, se obtuvo una eficiencia de conversión de más del 80% y 700 mg de potencia verde con un láser Nd: YAG de Qd /YAG de 900 mg sembrados por inyección.
OPG, OPA, y OPO

Como un cristal OPO eficiente bombeado por los armónicos fundamentales y segundos de un láser Nd: YAG o Nd: YLF, el cristal no lineal KTP personalizado de alta pureza desempeña un papel importante en las fuentes paramétricas para una salida sintonizable desde visible (0,6 um) hasta IR 4.5 um). El OPO /OPA no crítico de coincidencia de fase (NCPM) con un KTP de corte X bombeado a 1064 nm es particularmente útil ya que la salida de señal a 1.57 um es segura para los ojos. NCPM KTP OPO /OPA bombeado por láseres sintonizables tales como Ti: Sapphire, Alexandrite, y Cr: LiSrAlF6 también se han reportado con una alta eficiencia del 45%.

Propiedades químicas y estructurales

Crystal structure Orthorhombic, point group mm 2
Melting point 1172°C incongruent
Cell parameters a=6.404?, b=10.616?, c=12.814?, Z=8
Curie point 936°C
Mohs hardness ~5
Density 3.01 g/cm 3
Color colorless
Hygroscopic susceptibility no
Specific heat 0.1643 cal/g.°C
Thermal conductivity 0.13 W/cm/°K
Electrical conductivity 3.5x10 -8 s/cm (c-axis, 22°C, 1KHz)

Dispositivos E-O:

Además de las características únicas de NLO, el cristal no lineal GTR-KTP de gran tamaño también tiene propiedades E-O y dieléctricas prometedoras que son comparables a las de LiNbO3. Estas propiedades ventajosas hacen que KTP sea extremadamente útil para varios dispositivos E-O. Se espera que KTP reemplace el cristal LiNbO3 en la aplicación de gran volumen de moduladores EO, cuando se combinan otros méritos de KTP, como el umbral de daño alto, ancho de banda óptico amplio (> 15GHz), estabilidad térmica y mecánica y baja pérdida etc.

Guías de onda opticas:

Basadas en el proceso de intercambio de iones en el sustrato KTP, las guías de ondas ópticas de baja pérdida desarrolladas para KTP han creado aplicaciones novedosas en óptica integrada. Recientemente, se logró una eficiencia de conversión de SHG de tipo II de 20% /W /cm2 mediante la coincidencia de fase equilibrada, en la que la falta de coincidencia de fase de una sección se comparó con una falta de coincidencia de fase en el signo opuesto de la segunda. Además, se han aplicado guías de onda KTP segmentadas al SHG de tipo I compatible con casi la fase de un Ti sintonizable de láser de zafiro en el rango de 760-960mm, y láseres de diodo directamente duplicados para las salidas de 400-430nm.

Propiedades físicas y ópticas:

Transmitting Range 350nm~4500nm
 

Refractive Indices

 

nx ny nz
1064nm 1.7377 1.7453 1.8297
532nm 1.7780 1.7886 1.8887
Absorption Coefficients α < 1% / cm @ 1.064 μm
Phase Matchable Range 0.984-3.4μm

 

Therm-Optic Coefficients dnx / dT= 1.1x10  /°C,dny / dT= 1.3x10  /°C,dnz / dT=1.6x10  /°C
Nonlinear Optical Coefficients

 

d31=2.54pm/V,  d32=1.35pm/V,  d33=16.9pm/V

d24=3.64pm/V,  d15=1.91pm/V,  at 1.064μm

deff(II)  (d24-d15)sin2Φsin2θ-(d10sin  Φ+d24cos  Φ)sinθ

 

 

Electro-Optic

Coefficients

 

 

 

 

 

Low frequency

(pm/V)

High frequency

(pm/V)

r13 9.5 8.8
r23 15.7 13.8
r33 36.3 35.0
r51 7.3 6.9
r42 9.3 8.8
Dielectric Constant εeff=13
 

Sellmeier Equations

 

nx = 3.0065 + 0.03901/(λ - 0.04251) - 0.01327λ

ny = 3.0333 + 0.04154/(λ - 0.04547) - 0.01408λ

nz = 3.3134 + 0.05694/(λ - 0.05658) - 0.01682λ

Honor Optica para los siguientes recubrimientos KTP :

Recubrimiento AR de doble banda (DBAR) de KTP para SHG de 1064 nm.
Recubrimiento AR de banda ancha (BBAR) de KTP para aplicaciones OPO.
Recubrimiento de alta reflectividad: HR1064nm &HT532nm, R > 99.8%@1064nm, T > 90% @ 532nm
Otros recubrimientos están disponibles bajo pedido.

Especificaciones estándar de Honor Optics para cristal KTP
Tolerancia de dimensión: (W ± 0.05) x (H ± 0.05) x (L + /-0.1mm)
Abertura clara: 90% central del diámetro.
No hay rutas o centros de dispersión visibles cuando son inspeccionados por un láser verde de 50 mW
Planitud: menos de λ /8 @ 633nm
Transmisión de distorsión de frente de onda: menor que λ /8 a 633nm
Viruta: ≤0.1mm
Código Scratch /Dig: mejor que 10/5 (MIL-PRF-13830B
Paralelismo: mejor que 20 segundos de arco.
Perpendicularidad: ≤5 minutos de arco
Tolerancia de ángulo: △ θ≤0.25 °, △ ф≤0.25 °
Umbral de daño (GW /cm2):
> 0.5 para 1064 nm, TEM00, 10 ns, 10 Hz (recubierto con AR)
> 0.3 para 532 nm, TEM00, 10 ns, 10 Hz (recubierto con AR)

Capabilities of KTP Crystal:
Aperture: 2x2 ~ 20x20mm
Lenght: 0.1 - 40mm, maximum up to60mm
Cutting Angle q and f: Determined by different kinds of harmonic generation
Phase matching type: Type I or Type II
End Configuration: Plano/Plano or Brewster/Brewster or Specified

Podemos personalizar el ángulo y el tamaño del cristal a excepción de la especificación estándar de acuerdo con su solicitud. Está disponible para volver a pulir y recubrir los cristales de KTP que nos suministre. Honor Optics es el fabricante profesional de cristales no lineales KTP con alto umbral de daños, que compra cristales no lineales KTP de gran tamaño a precios de fábrica.

Aplicaciones estándar de cristal KTP:

Frecuencia doble (SHG) de láseres dopados con Nd para salida verde /roja
Mezcla de frecuencia (SFM) de láser Nd y láser de diodo para salida azul
Fuentes paramétricas (OPG, OPA y OPO) para salida ajustable de 0.6mm-4.5mm
Moduladores eléctricos ópticos (E-O), interruptores ópticos y acopladores direccionales
Guías de ondas ópticas para dispositivos NLO y E-O integrados

Orden de Honor de Órtica:

Control de calidad estricto;
Alta calidad interior sin ninguna deserción.
Tamaño de cristal grande de hasta 20x20x40 mm3 y longitud máxima de 60 mm;
Entrega rápida (2 semanas para pulido solamente, 3 semanas para revestimiento);
Inmejorable precio y cantidad de descuento;
Soporte técnico;
Servicio de recubrimiento AR, montaje y re-pulido.
Período de garantía de calidad: un año bajo uso adecuado.

Honor Optics ofrece cristal de alta calidad KTP y GTR-KTP, tamaño a su solicitud, y ofrece servicio de revestimiento AR, montaje y re-pulido.

Honor Optics ofrece cristal KTP estándar dentro de 4-5 semanas

Size (mm) theta phi Coating
S1 S2
3x3x5 90° 23.5° [email protected] R<0.2%
[email protected] R<0.5%
[email protected] R<0.2%
[email protected] R<0.5%
3x3x5 90° 23.5° [email protected] R>99.8%
[email protected] 532nm R<0.5%
[email protected] R<0.2%
[email protected] R<0.5%
3x3x10 90° 23.5° [email protected] R>99.8%
[email protected] 532nm R<0.5%
[email protected] R<0.2%
[email protected] R<0.5%