Kaliumtitanylarsenat

Material
KTA

 

Kaliumtitanylarsenatkristalle (KTA) weisen große nichtlineare optische und elektrooptische Koeffizienten im Gegensatz zu KTP auf und besitzen zusätzlich eine geringere Absorption im Bereich von 2,0µm–5,0µm. Die großen nichtlinearen Koeffizienten sind mit großen Winkel- und Temperaturbereichen verbunden. Ein weiterer Vorteil von Arsenaten sind geringe dielektrische Konstanten, niedrige Verlusttangenten und geringere Ionenleitfähigkeiten, die um Größenordnungen geringer sind als bei KTP. Die Einkristalle dieser Arsenate sind chemisch und thermisch stabil, nicht-hygroskop und hoch widerstandsfähig gegen hohe Laserintensitäten.

 

KTA wird zur Erzeugung zweiter Harmonischer (SHG = Second Harmonic Generation), Summen- und Differenzfrequenzbildung (SFG = Sum Frequency Generation, DFG = Difference Frequency Generation), als optisch parametrischer Oszillator (OPO), elektrooptischer Q-Switch und Modulator sowie als Substrat für optische Wellenleiter verwendet. Die auf den KTA-Kristallen basierenden OPO sind zuverlässige Quellen für durchstimmbare Laser mit Energieumwandlungswirkungsgraden von über 50%.

 

KTA hat eine sehr hohe Zerstörschwelle. Es wurde kein optischer Schaden bei Energien von 10GW/cm2 – 20GW/cm2 mit ps-Farbstofflasern beobachtet. Dieser Kristall wird mithilfe einer Hochtemperatur-Flusstechnik gezüchtet.

Eigenschaften
Optische Eigenschaften
Transmissionsbereich in nm
350 ‐ 5500
Brechungsindex @ 1064 nm
nx = 1,782

ny = 1,790

nz = 1,868

durchschnittlicher Brechungsindex
1,8
NLO Koeffizienten in pm/V
d15 = 2,3

d24 = 3,2

d31 = 2,8

d32 = 4,2

d33 = 16,2

Absorptionsverlust in %/cm @532 und @1355
<0,05
Absorptionsverlust in %/cm @ 3475 nm
<5
Phasenanpassungsbereich in nm
1075 ‐ 1134
Wellenlänge in nm:
Pumpe ⇒ 1064

Signal ⇒ 1533

Idler ⇒ 3475

optische Zerstörschwelle in MW/cm2 (1064 nm, 10 ns, 10 Hz)
600
elektro-optische Konstanten (niedrige Frequenz) in pm/V
r33 = 37,5

r23 = 15,4

r13 = 11,5

Physikalische Eigenschaften
chemische Formel
KTiOAsO4
Dichte in g/cm3
3,454
Schmelzpunkt in °C
1130
Gitterkonstanten in Å
a= 13,125

b = 6,5716

c = 10,786

Kristallstruktur
orthorhombisch
hygroskopisch
nein
Wärmeleitung in W/(m·K)
k1 = 18

k2 = 19

k3 = 21

Mohs-Härte
3
Spektrale Eigenschaften
Probendicke: 10 mm