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周期性极化磷酸氧钛钾晶体PPKTP在光学中的应用与产品推荐

更新更新时间:2024-01-18 点击次数:195

引言

1960年第一台激光器发明出来开始非线性光学频率变换研究领域中,比如倍频、和差频以及光参量振荡等领域的研究热点。激光频率变换技术是利用光波间的相互作用这一非线性过程产生新频率的光波,要通过这种技术得到更高效率的激光输出,必须同时具备高质量的非线性材料和高功率、高光束质量的激光泵浦源。随着工艺制程的进步新型优质的非线性光学材料逐渐被生产出来,使得非线性光学频率变换技术得到了飞速的发展。其中光学参量振荡器、全光波长变换器,以及各种倍频激光器的产品化和实用化是非常具有有代表性的例子。

本文推荐一款周期性极化磷酸氧钛钾晶体(PPKTP),是补偿波失匹配的非线性频率变换晶体材料,具有高损伤阈值高非线性系数准相位匹配等优势,在激光器制造光学设备等行业得到广泛运用。

 

1.       什么是PPKTP晶体

周期性极化磷酸氧钛钾晶体(PPKTP)是一种非自然存在的人工晶体,根据准相位匹配理论(QPM : Quasi Phase Matching),通过对晶体的非线性极化率的周期性调制可以补偿非线性频率变换过程中因色散引起的基波和谐波之间的波矢失配,而无需常规KTP晶体在做非线性频率转换时所需要做的相位匹配调整。且非线性光学效应系数可大幅度提升。而周期极化KTP晶体(PPKTP)就是基于准相位匹配原理的一种特殊的非线性晶体。其非线性系数可达常规体状KTP晶体的3倍。PPKTP可以根据不同的非线性应用进行定制,并没有相位匹配的局限性,因此其相互作用长度不受限制,并且可以获得在整个晶体透过范围内的整个光谱的谐波输出。此外,PPKTP也是产生纠缠光子源的一种理想材料,被认为是非常具有竞争力的新型短波长光源的核心器件

img1 

 

2.       PPKTP主要特点:

l 高损伤阈值:PPKTP晶体具有很高的高损伤阈值,这使得它在高强度激光环境中表现出色。

l 高非线性系数:其非线性系数高,这使得它成为波长高效转换的理想材料。

l  准相位匹配:双折射相位匹配存在应廷走离效应,限制了非线性转换效率的提高,而准相位匹配不存在这样的缺点,可以在整个晶体长度上实现非临界匹配,因此其相互作用长度不受限制,并且可以获得在晶体的透过范围内整个光谱的谐波输出


透过范围

350-4000nm

标准孔径

1x2 mm2 最大1x10 mm2 

长度

最大30mm

工作温度

接近室温或用户定制

镀膜选项

外腔/内腔,增透/增透,增透/高反,双波段增透,双波段高反,IBS

激光损伤阈值

600 MW/cm2@1064nm
10 ns脉宽,10Hz

 

 

 

3.主要的应用场景

l  激光器制造:PPKTP晶体可以作为倍频材料用于中小功率激光器的制造,特别是Nd:YAG(掺钕钇铝石榴石)激光器和其他掺钕晶体激光器。这些激光器使用PPKTP晶体进行倍频,产生重要的绿色光源,已经逐步取代了染料激光器和蓝宝石激光器。

l 蓝光产生:PPKTP晶体还可与二极管泵浦光、Nd:YAG激光混频产生蓝光,并可调节离子激光器输出波长。此外,它可放大泵浦光及用作可调E-O器件等。

l光学设备:PPKTP晶体在激光器的倍频、和频、差频、光参量振荡、光放大等行业得到广泛运用。另外,它还可以作为电光晶体,用于电光调制器、光波导器件、光开关等行业。

l 测量仪器:PPKTP晶体也被广泛运用在测量仪器、监测仪器、激光雷达、工业激光加工设备、医疗器械、军工设备、科研等领域中。

l OPO: 光学参量振荡器(OPO)类似于光源激光器,还使用一种激光谐振器,但基于光学增益从参量放大中的非线性晶体,而不是从受激发射。

img2 

 

4. 推荐产品:

PPKTP晶体

理由:1.此产品覆盖波长为350-4000nm

           2.基础尺寸为1*2*5-30mm)可选 

           3. 操作温度:常规室温操作/可定制其他工作温度 

           4. 镀膜选项:外腔/内腔,增透/增透,增透/高反,双波段增透

           5.激光损伤阈值:600 MW/cm2@1064nm 10 ns脉宽,10Hz

           6.可这依照客户需求定制尺寸 

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