El titanil fosfato de potasio ( KTP ) es un compuesto inorgánico con la fórmula KTiOPO 4 . Es un sólido blanco. El KTP es un material óptico no lineal importante que se usa comúnmente para láseres de estado sólido bombeados por diodos que duplican la frecuencia , como Nd: YAG y otros láseres dopados con neodimio . [1]
Nombres | |
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Otros nombres KTP | |
Identificadores | |
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Modelo 3D ( JSmol ) | |
ChemSpider | |
PubChem CID | |
Tablero CompTox ( EPA ) | |
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Propiedades | |
K O 5 P Ti | |
Masa molar | 197,934 g · mol −1 |
Apariencia | sólido incoloro |
Densidad | 3,026 g / cm 3 |
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |
Referencias de Infobox | |
Síntesis y estructura
El compuesto se prepara mediante la reacción de dióxido de titanio con una mezcla de KH 2 PO 4 y K 2 HPO 4 cerca de 1300 K. Las sales de potasio sirven tanto como reactivos como fundente. [2]
El material se ha caracterizado por cristalografía de rayos X . KTP tiene una estructura cristalina ortorrómbica . Cuenta con sitios octaédricos de Ti (IV) y fosfatos tetraédricos. El potasio tiene un alto número de coordinación. Todos los átomos pesados (Ti, P, K) están unidos exclusivamente por óxidos, que interconectan estos átomos. [2]
Aspectos operacionales
Los cristales de KTP son muy transparentes para longitudes de onda entre 350–2700 nm con una transmisión reducida a 4500 nm donde el cristal es efectivamente opaco. Su coeficiente de generación de segundo armónico (SHG) es aproximadamente tres veces mayor que el KDP . Tiene una dureza de Mohs de aproximadamente 5. [3]
KTP también se utiliza como oscilador paramétrico óptico para generación de infrarrojos cercanos de hasta 4 µm. Es particularmente adecuado para operaciones de alta potencia como oscilador paramétrico óptico debido a su alto umbral de daño y gran apertura de cristal. El alto grado de separación birrefringente entre la señal de la bomba y los haces locos presentes en este material limita su uso como oscilador paramétrico óptico para aplicaciones de muy baja potencia.
El material tiene un umbral relativamente alto de daño óptico (~ 15 J / cm²), una excelente no linealidad óptica y una excelente estabilidad térmica en teoría. En la práctica, los cristales de KTP deben tener una temperatura estable para funcionar si se bombean con 1064 nm ( infrarrojos , para emitir 532 nm en verde). Sin embargo, es propenso al daño fotocrómico (llamado seguimiento gris) durante la generación de segundo armónico de 1064 nm de alta potencia, lo que tiende a limitar su uso a sistemas de potencia baja y media.
Otros materiales de este tipo incluyen arseniato de titanilo y potasio (KTiOAsO 4 ).
Algunas aplicaciones
Se utiliza para producir "luz verde" para realizar algunas cirugías de próstata con láser . Los cristales de KTP junto con los cristales de Nd: YAG o Nd: YVO 4 se encuentran comúnmente en los punteros láser verdes . [4]
El KTP también se utiliza como modulador electroóptico , material de guía de ondas ópticas y en acopladores direccionales .
Titanil fosfato de potasio periódicamente polarizado (PPKTP)
El titanil fosfato de potasio periódicamente polarizado ( PPKTP ) consiste en KTP con regiones de dominio conmutado dentro del cristal para diversas aplicaciones ópticas no lineales y conversión de frecuencia. Puede adaptarse a la longitud de onda para una generación eficiente de segundos armónicos , generación de frecuencia de suma y generación de frecuencia de diferencia. Las interacciones en PPKTP se basan en cuasi-de coincidencia de fases , logrado por polarización periódica del cristal, por el que una estructura de espaciados regularmente ferroeléctricos dominios con orientaciones alternas se crean en el material.
PPKTP se usa comúnmente para conversiones de frecuencia de Tipo 1 y 2 para longitudes de onda de bombeo de 730–3500 nm.
Otros materiales utilizados para el pulido periódico son los cristales inorgánicos de banda ancha como el niobato de litio (que da como resultado niobato de litio con polos periódicos, PPLN), tantalato de litio y algunos materiales orgánicos.
Ver también
Otros materiales utilizados para duplicar la frecuencia láser son
- Triborato de litio (LBO), utilizado para láseres DPSS verde o azul de alta potencia de salida
- Borato de bario beta (BBO), utilizado para láseres azules DPSS de alta potencia de salida
Referencias
- ^ Bierlein, John D .; Vanherzeele, Herman (1989). "Titanil fosfato de potasio: propiedades y nuevas aplicaciones". Revista de la Sociedad Americana de Óptica B . 6 (4): 622–33. Código Bibliográfico : 1989JOSAB ... 6..622B . doi : 10.1364 / JOSAB.6.000622 .Mantenimiento de CS1: utiliza el parámetro de autores ( enlace )
- ^ a b c Norberg, ST; Ishizawa, N. (2005). "División de K-Site en KTiOPO 4 a temperatura ambiente ". Acta Crystallographica Sección C . 61 (10): 99–102. doi : 10.1107 / S0108270105027010 . PMID 16210753 .Mantenimiento de CS1: utiliza el parámetro de autores ( enlace )
- ^ Scheel, Hans J .; Fukuda, Tsuguo (2004). Tecnología de crecimiento cristalino . John Wiley e hijos. ISBN 978-0-471-49524-6.
- ^ Nurmikko, Arto V .; Gosnell, Timothy R. (2003). Láseres compactos azul-verde . Prensa de la Universidad de Cambridge. ISBN 978-0-521-52103-1.
enlaces externos
- AdvR: guías de onda de fosfato de potasio titanil y KTP periódicamente polarizadas
- Titanil fosfato de potasio