什么是 SPPKTP，SPPKTP介紹

我們不斷收到關(guān)于低吸收、更高泵功率和更短極化周期的PPKTP的請(qǐng)求。我們發(fā)現(xiàn)其中一些要求既有趣又具有挑戰(zhàn)性，于是開(kāi)始研究不同的解決方案來(lái)解決這些問(wèn)題。

面臨的主要挑戰(zhàn)之一是處理灰階跟蹤。

灰度跟蹤是一種現(xiàn)象，即平均功率閾值以上的光束在 PPKTP 晶體中傳播時(shí)，會(huì)產(chǎn)生光折射損傷，留下不透明區(qū)域，使晶體失去作用。

在用于非線性轉(zhuǎn)換的未輪詢 KTP 中，我們通過(guò)開(kāi)發(fā) HGTR KTP 解決了這一問(wèn)題，HGTR KTP 的設(shè)計(jì)支持更高的功率密度，但 HGTR KTP 不易輪詢，因此無(wú)法為量子行業(yè)提供解決方案。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們啟動(dòng)了一個(gè)研究項(xiàng)目，以開(kāi)發(fā)一種新產(chǎn)品，支持更高的功率頻率轉(zhuǎn)換過(guò)程(如 SPDC），但同時(shí)又不影響 PPKTP 吸收參數(shù)的新產(chǎn)品。在研究過(guò)程中，我們一直強(qiáng)調(diào)優(yōu)化KTP 的吸收。

經(jīng)過(guò)兩年的研究，我們開(kāi)發(fā)出了可以輪詢的HGRK KTP版本，并創(chuàng)建了新版本的ppKTP，我們稱之為SPPKTP。SppKTP 支持的功率是標(biāo)準(zhǔn) PPKTP 的 6 倍，在 532 納米波長(zhǎng)的吸收率（ppm）降低了約 40%。

該圖表明，雖然兩種晶體在 1064 納米波長(zhǎng)處的吸收率相同，但 SppKTP 在 532 納米波長(zhǎng)處的吸收率明顯低于標(biāo)準(zhǔn) KTP。

該圖顯示，隨著時(shí)間的推移，在綠光（532 納米）的照射下，SppKTP 晶體在紅外光譜中的誘導(dǎo)吸收明顯少于標(biāo)準(zhǔn) KTP。這表明在高功率條件下，SppKTP 晶體具有卓越的性能和抗損壞能力。

這項(xiàng)技術(shù)在許多應(yīng)用中都能發(fā)現(xiàn)，即使是最小的光損耗也會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成嚴(yán)重?fù)p害，或者系統(tǒng)可以從比典型 KTP 所能支持的更高功率中獲益。主要例子包括光參量振蕩器 (OPO)、擠壓光源、量子通信和量子加密 (QKD) 以及高功率激光系統(tǒng)，在這些系統(tǒng)中，光腔內(nèi)的高循環(huán)功率需要較高的光損傷閾值、優(yōu)異的晶體純度和最小的損耗，以保持高效的頻率轉(zhuǎn)換。在此類系統(tǒng)中，即使是微小的損耗也會(huì)導(dǎo)致性能降低、熱效應(yīng)和光束質(zhì)量下降。

與此相反，也有一些應(yīng)用在低功率下運(yùn)行，但要求極低的光學(xué)損耗，例如采用高 Q 因子光腔的系統(tǒng)。在這種情況下，損耗會(huì)直接影響腔體線寬，而窄線寬對(duì)于高精度計(jì)量、激光穩(wěn)定和量子技術(shù)等應(yīng)用至關(guān)重要。

SPPKTP晶體代表了非線性光學(xué)材料的重大進(jìn)步，推動(dòng)了光子技術(shù)各個(gè)領(lǐng)域的創(chuàng)新。從量子應(yīng)用到高功率激光系統(tǒng)，它們的突破性特性有助于開(kāi)啟該領(lǐng)域的新機(jī)遇。