使用する波長やパワーなどによって利用できる結晶は異なる。使用波長における屈折率、位相整合条件、実効非線形光学定数、許容幅などのパラメーターを比較して、結晶を適切に選択する必要がある。こうした高調波発生プロセスに必要なパラメーターの計算には、株式会社オプトマックスが無料提供している非線形結晶プログラムソフトが便利である[1]。以下、一般によく使われている結晶を挙げる[2]。
KTP
KTiOPO4(KTP)の透明波長域は0.35~4.5μmであり、機械的強度、耐環境性、耐光損傷特性に優れている。ウォークオフ角が小さく角度許容幅が大きいため使いやすい材料である。主にチタンサファイアレーザーの励起光源として、発振波長1064nmのNd添加レーザーの第2高調波発生(SHG)に用いられている。ここでウォークオフ角とは、結晶が有する複屈折性に起因するもので、結晶中で入射光と発生光がなす角度を表す。これが大きいと結晶内における入射光と発生光が非線形相互作用する領域、すなわち結晶の有効長が制限されることになる。
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