Titanil fosfato de potássio - Potassium titanyl phosphate

Titanil fosfato de potássio
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Nomes
Outros nomes
KTP
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
ChemSpider
  • InChI = 1S / K.H3O4P.O.Ti / c; 1-5 (2,3) 4 ;; / h; (H3,1,2,3,4) ;; / q + 1 ;;; + 2 / p-3
    Chave: SALUEWWYAZZYMC-UHFFFAOYSA-K
  • [O-] P (= O) ([O -]) [O -]. O = [Ti + 2]. [K +]
Propriedades
K O 5 P Ti
Massa molar 197,934  g · mol −1
Aparência sólido incolor
Densidade 3,026 g / cm 3
Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
Referências da Infobox

Titanil fosfato de potássio ( KTP ) é um composto inorgânico com a fórmula KTiOPO 4 . É um sólido branco. O KTP é um importante material óptico não linear comumente usado para lasers de estado sólido bombeados com diodo de duplicação de frequência , como Nd: YAG e outros lasers dopados com neodímio .

Síntese e estrutura

O composto é preparado pela reação de dióxido de titânio com uma mistura de KH 2 PO 4 e K 2 HPO 4 perto de 1300 K. Os sais de potássio servem como reagentes e como fluxo.

O material foi caracterizado por cristalografia de raios-X . O KTP possui uma estrutura cristalina ortorrômbica . Possui sítios octaédricos de Ti (IV) e tetraédricos de fosfato. O potássio tem um alto número de coordenação. Todos os átomos pesados ​​(Ti, P, K) estão ligados exclusivamente por óxidos, que interconectam esses átomos.

Aspectos operacionais

Os cristais de KTP são altamente transparentes para comprimentos de onda entre 350–2700 nm com uma transmissão reduzida para 4500 nm, onde o cristal é efetivamente opaco. Seu coeficiente de geração de segundo harmônico (SHG) é cerca de três vezes maior do que o KDP . Tem uma dureza de Mohs de cerca de 5.

O KTP também é usado como um oscilador paramétrico óptico para geração de infravermelho próximo de até 4 µm. É particularmente adequado para operação em alta potência como um oscilador paramétrico óptico devido ao seu alto limite de danos e grande abertura de cristal. O alto grau de passagem birrefringente entre o sinal da bomba e os feixes intermediários presentes neste material limita seu uso como um oscilador óptico paramétrico para aplicações de potência muito baixa.

O material tem um limite relativamente alto para danos ópticos (~ 15 J / cm²), uma excelente não linearidade óptica e excelente estabilidade térmica em teoria. Na prática, os cristais de KTP precisam ter temperatura estável para operar se forem bombeados com 1064 nm ( infravermelho , para saída em verde 532 nm). No entanto, é propenso a danos fotocrômicos (chamados de rastreamento de cinza) durante a geração de segundo harmônico de alta potência de 1064 nm, o que tende a limitar seu uso a sistemas de baixa e média potência.

Outros materiais incluem titanil arseniato de potássio (KTiOAsO 4 ).

Estrutura do KTP vista no eixo b. Código de cores: vermelho = O, roxo = P, azul claro = K, azul escuro = Ti).

Alguns aplicativos

É usado para produzir "luz verde" para realizar algumas cirurgias de próstata a laser . Cristais KTP juntamente com cristais Nd: YAG ou Nd: YVO 4 são comumente encontrados em ponteiros laser verdes .

O KTP também é usado como um modulador eletro-óptico , material de guia de onda óptico e em acopladores direcionais .

Titanil fosfato de potássio periodicamente polido (PPKTP)

O fosfato de titanil potássio ( PPKTP ) periodicamente polido consiste em KTP com regiões de domínio comutado dentro do cristal para várias aplicações ópticas não lineares e conversão de frequência. Ele pode ter o comprimento de onda ajustado para geração eficiente de segundo harmônico , geração de soma de frequência e geração de diferença de frequência. As interações no PPKTP são baseadas no casamento de quase-fase , obtido por polimento periódico do cristal, por meio do qual uma estrutura de domínios ferroelétricos regularmente espaçados com orientações alternadas é criada no material.

PPKTP é comumente usado para conversões de frequência do Tipo 1 e 2 para comprimentos de onda da bomba de 730–3500 nm.

Outros materiais usados ​​para poling periódico são cristais inorgânicos de gap largo , como niobato de lítio (resultando em niobato de lítio periodicamente polido, PPLN), tantalato de lítio e alguns materiais orgânicos.

Veja também

Outros materiais usados ​​para duplicação da frequência do laser são

Referências

  1. ^ Bierlein, John D .; Vanherzeele, Herman (1989). "Titanil Fosfato de Potássio: Propriedades e Novas Aplicações". Jornal da Optical Society of America B . 6 (4): 622–33. Bibcode : 1989JOSAB ... 6..622B . doi : 10.1364 / JOSAB.6.000622 . CS1 maint: usa parâmetro de autores ( link )
  2. ^ a b c Norberg, ST; Ishizawa, N. (2005). "Divisão K-Site em KTiOPO 4 à temperatura ambiente". Acta Crystallographica Section C . 61 (10): 99–102. doi : 10.1107 / S0108270105027010 . PMID   16210753 . CS1 maint: usa parâmetro de autores ( link )
  3. ^ Scheel, Hans J .; Fukuda, Tsuguo (2004). Tecnologia de crescimento de cristal . John Wiley and Sons. ISBN   978-0-471-49524-6 .
  4. ^ Nurmikko, Arto V .; Gosnell, Timothy R. (2003). Lasers azuis esverdeados compactos . Cambridge University Press. ISBN   978-0-521-52103-1 .

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