电光晶体的种类和应用

电光晶体分类、电光特性与产业化应用。电光晶体在外加电场作用下改变折射率（电光效应：泡克尔斯 Pockels 线性、克尔 Kerr 二次），核心产品：电光 Q 开关、相位调制器、偏振调制器、光偏转器、普克尔盒；工业主流是泡克尔斯晶体（无自然双折射 / 可控双折射），克尔液体基本淘汰。

按材料体系分成四类：磷酸钛氧钾族、铌酸锂、DKDP 类、新型红外电光晶体。

一、KTP 系电光晶体（RTP、KTP、RbTP、KTA）｜近红外工业首选

1. RTP（RbTiOPO₄ 铷钛氧磷酸盐）

· 透光：350 nm～4.5 μm；无潮解、半波电压低、损伤阈值高、温度稳定性好

· 电光优势：横向电光效应优异，常温无压电串扰

应用：

1. Nd:YAG/YVO₄激光器电光调 Q 普克尔盒（1064/532nm 工业打标机标配）；

2. 高精度高速偏振调制、脉冲选通；

3. 光纤激光腔内电光开关、小型全固态激光调制。

2. KTP（KTiOPO₄磷酸钛氧钾）

· 兼具非线性 + 电光，低成本

应用：腔内倍频 + 低速电光调制，小功率绿光激光。

3. KTA（KTiOAsO₄）

红外透光延伸至 5μm，中红外电光调制、OPO 电控调谐。

二、DKDP / KD*P（氘化磷酸二氢钾，KD₂PO₄）｜大功率高能激光标配

特性

透光：170 nm～2.5 μm；可生长大口径单晶、超高激光损伤阈值、线性电光系数大；极易潮解，必须密封封装，呈欣光电针对潮解特性配套专用密封封装工艺保障元件长期稳定使用

应用

1. 大型神光装置、高能脉冲激光器大口径电光调 Q 普克尔盒；

2. 纳秒巨脉冲激光、激光测距、电光削波；

3. 同时可用作非线性三倍频晶体（1064→355），电光 + 变频两用。

KDP（未氘化）半波电压高，多用于科研，量产多用 DKDP。

三、LN 铌酸锂 LiNbO₃｜通信高速电光之王

特性：

透光，400nm～5μm；电光系数极大、体积小、可波导集成；缺点：光折变损伤，不能高功率激光。

应用：

1. 光纤通信 1550nm 高速电光调制器（马赫 - 曾德尔 MZM），骨干光模块核心芯片基材；

2. 高速相位调制、电光偏转、射频光调制；

3. 集成光学、光波导芯片、光纤陀螺调制元件；

4. 低功率小型电光开关。

四、中红外电光晶体（ZnSe、CdTe、GaAs、RTA）｜2～12μm 红外光电

1. RTA（RbTiOAsO₄）：2～5μm 中红外电光调 Q，Ho:YAG/Er 激光开关；

2. Ⅲ-Ⅴ 半导体 GaAs、CdTe：中远红外电光调制、红外激光对抗、红外制导系统。

五、新型紫外电光晶体（LBO、BBO）｜深紫外 DUV 调制

LBO/BBO 除非线性变频外，具备弱电光效应，用于 355/266nm 紫外激光小型电光开关、深紫外精密调制。

六、按功能汇总应用场景

1. 工业固体激光（用量最大：RTP+DKDP）

1064nm 打标、清洗、切割激光器电光调 Q 开关，替代被动调 Q 实现高重频、窄脉冲可控输出。

2. 光纤通信（LN 独占）

1550nm 电光调制器、相干光通信偏振调制、光开关。

3. 军工高能激光（DKDP 大口径）

脉冲聚变激光、激光雷达、光电对抗脉冲斩波。

4. 科研精密光学

电光相位调制、波前调制、椭偏仪电控偏振、超快脉冲整形。

5. 中红外医疗 & 探测

2μm 医用激光电光 Q 开关、红外气体检测调制。

七、选型

1. 1064 工业量产电光 Q → RTP（首选）

2. 大口径高能激光电光开关 → DKDP

3. 1550 高速通信调制 → LiNbO₃

4. 2μm~5μm 中红外电光 → RTA/KTA

5. 深紫外 355/266nm 调制 → LBO/BBO

不同波段、功率等级对电光晶体定向、抛光、镀膜指标要求差异较大，呈欣光电可依据光路使用需求匹配对应电光晶体加工方案。