RbTiOPO4 (RTP) -Kristall ist eine Art nichtlineares optisches Kristallmaterial mit hervorragenden umfassenden Eigenschaften. RTP ist derzeit die am häufigsten verwendete Art von praktischen elektro-optischen Kristallen mit Hochfrequenzwiederholung, hoher Leistung und Laser-Q-Schaltung mit schmaler Pulsbreite. Elektrooptische RTP-Geräte werden aufgrund ihrer hervorragenden Gesamtleistung nicht nur in der Lasermikrobearbeitung und Laserentfernung, sondern auch in großen wissenschaftlichen Explorationsprojekten eingesetzt.
RbTiOPO4 (RTP) – ein Kristall mit dem großen nichtlinearen optischen Koeffizienten, großem elektrooptischen Koeffizienten, hoher Photoresist-Schadensschwelle und stabilen physikalischen und chemischen Eigenschaften
Die Wachstumstemperatur reicht von 950 ° C bis 800 ° C und die Wachstumsperiode liegt normalerweise zwischen 45 und 60 Tagen. Da RTP von 0,4 bis 3,5 μm transparent ist, kann es in mehreren Lasertypen wie Er: YAG-Lasern bei verwendet werden 2,94 μm mit ziemlich gutem Wirkungsgrad. Massenabsorptionsmessungen bei 1,064 μm reichen von 50 bis 150 ppm unter Verwendung eines photothermischen Common-Path-Interferometers.
Parameter
Hohe Schadens Schwelle | > 15 J / cm² bei 10 Hz, 10 ns bei 1064 nm, durchgeführt an beschichteten Kristallen von 10 mm Länge |
Niedrige Betriebs Spannung | 1300 V für den Y-Schnitt und 1600 V für den X-Schnitt bei 1064 nm werden an ein Kristallpaar von 4 × 4 mm² für die Apertur und 2 × 10 mm für die Länge angelegt |
Geringe Absorption | <250 ppm / cm bei 1064 nm |
Durchschnittlicher Brechungsindex | 1.8 | ||||||
Koeffizienten in der Sellmeier-Gleichung für 0,5 <λ <3,5 μm | Ai | Bi | Ci | Di | Ei | pi | qi |
2.1982 | 0.8995 | 0.2152 | 1.5433 | 11.585 | 1.9727 | 1.9505 | |
2.2804 | 0.8459 | 0.2296 | 1.1009 | 9.66 | 1.9696 | 1.9369 | |
2.3412 | 1.0609 | 0.2646 | 0.9714 | 8.149 | 2.0585 | 2.0038 | |
Transparenzbereich, μm | 0.35 → 4.5 | ||||||
Restabsorption (PCI) bei 1064 nm | <250 ppm/cm | ||||||
Elektrooptische Konstanten (@ 633 nm, 1 kHz), pm. V-1 | r13 | 10.9 | |||||
r23 | 15 | ||||||
r33 | 33 | ||||||
Dielektrizitätskonstante | εeff=13 |
Chemische Formel | RbTiOPO4 |
Kristall Struktur | Orthorhombisch |
Punkt Gruppe | mm2 |
Gitter Parameter, Å | a 12.96 |
b 10.56 | |
c 6.49 | |
Dichte, g.cm-3 | 3.6 |
Widerstand (20 ° C, 20% Luftfeuchtigkeit), Ohm.cm. | 1012 |
Blende, mm2 | von 2×2 zu 9×9 |
Länge, mm | Bis zu 10 |
Maßtoleranz | ±0.1 mm |
Ebenheit | <l/8 @633 nm |
Oberflächen Qualität | Scratch / Graben 10 / 5 |
Parallelität | besser als 30 Bogensekunden |
Rechtwinkligkeit | besser als 30 Bogenminuten |
Winkel Toleranz | △q < 0.5°, △f < 0.5° |
Beschichtungen | AR-Beschichtungen |
Klar Blende | > 90% zentraler Bereich |
Übertragung von Wellenfront Verzerrungen | weniger als 1/8 bei 633 nm Dimension |
Schmelz Punkt | ~ 1000 °C |
Ferroelektrische Übergangs Temperatur | ~810 °C |
Mohs Härte | ~5 |
Wärme Ausdehnungs Koeffizienten / ° C. | a1=1.01×10-5, a2=1.37×10-5, a3=-4.17×10-6 |
Hygroskopische Anfälligkeit | Nein |
Ionenleitfähigkeit (Raum Temperatur 10 kHz) | 10-8 S/cm |
- breiter Transparenzbereich
- Stabile mechanische und chemische Eigenschaften
- Hohe Schadensschwelle
- Kleines Volumen
- Nicht leicht zu zerlegen
- Hochtemperaturstabilität
- Niedrige Halbwellenspannung
- Geeignet für den Hochfrequenzbetrieb
Anwendung: elektrooptischer Modulator
Aufgrund seiner stabilen Impulsenergie und des geringen zeitlichen Jitters bei hohen Wiederholungsraten kann durch Hochschalten, insbesondere aktives Q-Schalten, ein Betrieb mit hoher Wiederholungsrate (≥ 100 kHz) erreicht werden. Aktives Q-Schalten enthält hauptsächlich zwei häufig verwendete Q-Switch-Modi, den akustooptischen (AO) Q-Switch und den elektrooptischen (EO) Q-Switch. Der gütegeschaltete AO-Laser hat das Merkmal einer hohen Wiederholungsrate (kann normalerweise 200 kHz erreichen), ist jedoch in vielen Bereichen aufgrund seiner Tendenz, lange Impulse zu erzeugen (typischerweise mehrere zehn bis einhundert Nanosekunden), begrenzt. Im Vergleich zum AO-Q-Schalter kann der EO-Q-Schalter die Mängel des AO-Q-Schalters überwinden und aufgrund seiner schnellen Verluständerung stabile kurze Impulse erhalten. Der EO-Güteschalter benötigt jedoch einen Hochspannungstreiber. Dies führt dazu, dass die hohe Pulswiederholungsrate schwer zu erreichen ist. In den letzten Jahren wurden mit der Entwicklung neuer Arten von elektrooptischen Kristallen RTP die Wiederholungsraten von EO-gütegeschalteten Festkörperlasern erheblich verbessert.
Hohe Wiederholungsrate 880 nm Dioden-direkt gepumpter elektrooptischer gütegeschalteter Nd: GdVO4-Laser mit einem elektrooptischen Doppelkristall-RTP-Modulator
Application:electro-optic Q-switchhttps://www.laser-crylink.com/wp-content/uploads/2019/07/17-High-repetition-rate-880-nm-diode-directly-pumped-electro-optic-Q-switched-Nd:GdVO4-laser-with-a-double-crystal-RTP-electro-optic-modulator.pdf
Ein Nd: YAG-Twisted-Mode-Laser mit hoher Impulswiederholungsfrequenz verwendet einen RTP-Kristall als elektrooptischen Q-schalter. Stabile Single-Longitudinal-Mode-Laserstrahlen bei 1, 5 und 10 kHz wurden mit einer Linienbreite von weniger als 0,1 GHz erhalten. Bei einer einfallenden Pumpleistung von 7,5 W und einer PRF von 10 kHz betrug die maximale Ausgangsleistung des Single-Longitudinal-Mode-Lasers 1,19 W. Die entsprechende Umwandlungseffizienz, Einzelimpulsenergie und Impulsspitzenleistung betrugen 15,8%, 119 μJ, bzw. 2,5 kW. Anwendung eines Kalium-Titanyl-Phosphat (KTP) -Lasers bei der Entfernung von Hämangiomen der pyriformen Fossa
Q-geschalteter RTP-Single-Longitudinal-Mode-Nd: YAG-Laser mit einem Twisted-Mode-Hohlraum
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