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KTP晶體在中小功率激光器中的廣泛應用

  磷酸氧鈦鉀晶體,分子式為KTiOPO4,稱之為KTP晶體,本質是綜合性能良好的非線性光學晶體。KTP晶體具備非線性光學系數大、電光性好、倍頻轉換效率高、抗光損閾值高、光譜范圍寬、接受角大、離散角小、容許溫度大、失配度低、導熱系數高、相對介電常數低、物理性能好、化學性質穩定、不潮解等特點。KTP晶體適合用于制造倍頻器,是中小功率激光器的有效倍頻材料。

  Nd:YAG(摻釹釔鋁石榴石)激光器、其他摻釹晶體激光器是KTP晶體的主要應用范圍,這種激光器運用KTP晶體倍頻,制造而成的一種中小功率激光器是種極為重要的綠光光源,已經逐步取代染劑激光器、藍寶石激光器。KTP晶體也能與二極管泵浦光、Nd:YAG激光混頻產生藍光,可調釹離子激光器輸出波長,可放大泵浦光及其可用作可調E-O器件等。

  與BBO(β相偏硼酸鋇)晶體、LBO(三硼酸鋰)晶體相比,KTP晶體成本低,在激光器的倍頻、和頻、差頻、光參量振蕩、光放大等行業得到廣泛運用。另外,KTP晶體還可以作為電光晶體,用于電光調制器、光波導器件、光開關等行業。KTP晶體可廣泛運用在測量儀器、監測儀器、激光雷達、工業激光加工設備、醫療器械、軍工設備、科研等行業中。

  KTP晶體較早由美國杜邦發現和應用,之后美國、我國的多家科研機構以及企業先后對它進行研究,KTP晶體的生長工藝不斷發展,大尺寸晶體逐漸問世。KTP晶體生長工藝通常是熔鹽法、水熱法等,熔鹽法生長出的KTP晶體存在雜質比較多、電導率較高等缺點,水熱法能夠避免這些問題,生長出的KTP晶體純凈度高、光學均勻性好、吸收率低、電導率低,應用規模迅速擴大。

  KTP晶體是光學原料,在激光產業鏈中位于上游,行業技術壁壘高,國際市場被少數行業龍頭所占領,市場集中度高。

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