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磷酸氧钛钾

非线性光学晶体

磷酸钛氧钾（KTiOPO4，KTP）晶体是众所周知的性能非常优秀的非线性光学晶体，美国杜邦公司（Dupont）科学家首先发现其非线性光学性质并将其应用。此后美国Airtron（后并入美国军工集团Northrop Grumman公司）、贝尔实验室、中国科学院物理所、桂林矿产地质研究院（桂林百锐光电技术有限公司）、美国Advanced Photonic Crystals公司的科学家也生长出了大尺寸的水热KTP晶体。

简介
磷酸钛氧钾（KTiOPO4，KTP）晶体是众所周知的性能非常优秀的非线性光学晶体，美国杜邦公司（Dupont）科学家首先发现其非线性光学性质并将其应用。此后美国Airtron（后并入美国军工集团Northrop Grumman公司）、贝尔实验室、中国科学院物理所、桂林矿产地质研究院（桂林百锐光电技术有限公司）、美国Advanced Photonic Crystals公司的科学家也生长出了大尺寸的水热KTP晶体。
普通助熔剂法（熔盐法）KTP始终存在着挥之不去的“灰迹”和电导率高等问题。与普通KTP晶体相比，水热法KTP晶体因为是在封闭的体系中生长，避免了外界杂质的影响，晶体中过渡元素如Fe、Cr、Ni、Mn、W、Al等的含量均低于6ppm，故晶体具有吸收率低，抗灰迹性能强的特点。其弱吸收率为：<1000ppm/cm @ 532mm ，<150ppm/cm @1064mm，优于助溶剂法KTP。因此具有高抗灰迹的性能。可用于高功率的激光。
另外，水热法KTP晶体呈现单畴性、光学均匀性△n<1×10-5、电导率为10/Ω·cm量级，比普通助熔剂法KTP低3个量级，非常适合于激光电光调Q开关和PPKTP器件，有关这方面的研究工作正在进行中，并已取得进展。
非线性光学
非线性光学主要用来研究非线性的光学现象和理论。
介质产生的极化强度决定于入射光的电场强度，其作用可用多项式展开成多阶形式.在通常的弱光条件下，高阶项因为系数很小而可以忽略，此时可近似看成一种线性关系。但是在强激光场作用下（通常在10V/m左右，由激光脉冲提供），极化强度的高阶项强度不可被忽略，非线性作用出现，从而可以实现光和光之间的相互作用。入射光的强度越高，高阶非线性效应越明显。非线性光学直到激光出现后，人们对二次谐波产生的发现才发展起来。(Peter Franken et al. at University of Michigan in 1961)
非线性光学包括光学倍频、混频、参量振荡、克尔效应、光孤子等现象。利用强度极高的飞秒激光可以产生高达上百倍的倍频效应，可以用来产生深紫外光和软 X 射线。常用于产生非线性效应的物质有铌酸锂、钽酸锂、磷酸氧钛钾（KTP）、磷酸二氢钾（KDP）、偏硼酸钡（BBO）等晶体（具有高的2阶非线性系数）及稀有气体（主要用于产生高阶非线性效应）。光参量振荡（OPO）是目前产生大范围连续可调波长(波长从红外到可见光甚至紫外光)激光的唯一方法。
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