RTP晶体及电光开关
(Rubidium Titanyl Phosphate Crystal & Its Electrooptic Q-Switch)
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RTP晶体, 中文名称: 磷酸钛氧铷。主要应用在非线性和电光领域。与同类晶体相比, RTP晶体的抗光损伤阈值较高, 更适合于高功率激光的二倍频（SHG）和光参量振荡（OPO）等非线性应用。
此外, 由于具有较高的电阻率, RTP晶体可用于许多电光器件中, 还适合作为周期极化基底材料, 用来制作周期极化RTP晶体器件。
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RTP与KTP晶体性能对比:
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性 能 |
RTP |
KTP |
| 透光波段 (nm) |
350-4500 |
350-4500 |
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II 类相位匹配,1064nm二倍频: |
| 相位匹配区间 (nm) |
1050-1140 |
980-1080 |
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非线性光学系数 (即倍频系数) (pm/V) |
| d33 |
17.1 |
16.9 |
| d31 |
3.3 |
2.5 |
| d32 |
4.1 |
4.4 |
| deff |
2.45 |
3.34 |
| 相位匹配角
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58º |
22º -25º |
| 离散角度
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0.4º |
0.26º |
| 接收角度 |
20º |
20º |
| 温度接收 (ºC·cm)
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40 |
25 |
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其它性能: |
| 非临界1064nm OPO 波长 |
1600/3200 |
1570/3300 |
| 电光系数 (pm/V) |
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| r33 |
39.6 |
36.3 |
| r13 |
12.5 |
9.5 |
| r23 |
17.1 |
15.7 |
| 介电常数 (εeff) |
13 |
13 |
| 抗光损伤比值 (对KTP晶体) |
1.8 |
1 |
| Z轴电导率 (Ω-1·cm-1) |
10-11-10-12 |
10-6-10-7 |
| 压电系数 (C/cm2·K) |
4 x 10-9 |
7 x 10-9 |
主要电光晶体材料的性能比较:
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RTP
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DKDP
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LiNbO3 |
LiTaO3 |
BBO |
KTP |
RTA |
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透光波段 (nm)
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350-4300
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200-2150
|
350-5500
|
300-5500
|
190-2600 |
350-4300 |
350-5300 |
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折射率
|
1.9 |
1.5 |
2.2 |
2.2 |
1.6 |
1.9 |
1.9 |
静态半波电压, 1064nm, 长度=直径 (kV)
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8
|
9 |
8.5 |
5 |
46 |
8 |
8 |
半波电压温度系数 (%/ºC)
|
小
|
大 |
小 |
小 |
0.1 |
小 |
小 |
介电常数 ε
|
11
|
48 |
27.9 |
45 |
6.7 |
15.4 |
11 |
激光损伤阈值 (镀增透膜后) (MW/cm2)
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600
|
500 |
280 |
400 |
1000 |
600 |
400 |
电导率 σ33 (S/cm)
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about 10-11
|
< 10-12 |
< 10-12 |
< 10-12 |
< 10-12 |
< 10-6 |
< 10-9 |
光学均匀性
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良好
|
优秀 |
一般 |
一般 |
优秀 |
良好 |
良好 |
是否存在声振荡效应
|
否
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是 |
是 |
否 |
很小 |
否 |
否 |
温度稳定性
|
良好
|
较差 |
较差 |
良好 |
良好 |
良好 |
良好 |
是否潮解
|
否
|
是 |
否 |
否 |
轻微 |
否 |
否 |
RTP晶体电光开光主要规格:
RTP晶体电光开光采用温度补偿式设计结构，每个电光开关由两块RTP晶体构成。 由于RTP具有高电阻率（约1012Ω·cm）和高抗光损伤阈值等独特性能，RTP晶体电光开关因此也具备以下优异性能:
- 高抗光损伤阈值
- 无压电振荡效应
- 低插入损耗
- 自动温度补偿
- 不潮解
1064nm光透过率
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> 98.5% |
1064nm半波电压 (9x9x25mm Q 开关)
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1.3 - 1.5 kV |
对比度
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> 20 dB |
通光口径
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2 x 2mm2 - 15 x 15mm2 |
接收角度
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> 1.0º |
增透镀膜
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R < 0.2% at 1064nm |
损伤阈值
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> 600 MW/cm2 at 1064nm, 10ns 脉宽 |
RTP晶体与BBO晶体电光开关的性能对比:
下图所表示的是: 在高重复频率（30 kHz）时, RTP晶体和BBO晶体电光调Q开关的不同动作。
实验所采用的BBO晶体开关由一块2.5x2.5x25mm3晶体构成, RTP晶体开关由两块6x6x7mm3晶体构成。
从图中可以看到, 在30 kHz 下, BBO晶体开关已经出现明显的压电振荡现象, 而RTP晶体开关无振荡现象。
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