Tính chất quang phi tuyến: KDP là tinh thể phi tuyến quang học có hệ số phi tuyến bậc hai lớn nên thường dùng dùng như một thiết bị biến đổi tần số, đặc biệt là trong sự phát sóng hài bậc hai. Ánh sáng sau khi qua tinh thể KDP sẽ bị tách ra làm hai sóng với tần số khác nhau. Khi qua lăng kính, chúng sẽ tách làm hai sóng có hai tần số riêng biệt ω ω, 2 . Vì vậy KDP thường được sử dụng để tăng gấp đôi, gấp ba lần bước sóng trong laser Nd: YAG ở nhiệt độ phòng.
Tính áp điện ( hiệu ứng áp điện )
• Hiệu ứng áp điện thuận: Khi ta nén hay kéo dãn hai mặt đối diện của tinh thể KDP thì trên hai mặt này xuất hiện các điện tích trái dấu nhau. Lượng điện tích sẽ xuất hiện tỉ lệ với lực tác dụng. Khi biến dạng đổi dấu thì sự phân cực của tinh thể cũng đổi dấu đồng nghĩa với sự đổi dấu của điện tích xuất hiện trước đây.
• Hiệu ứng áp điện nghịch: Khi đặt bản tinh thể KDP trong điện trường thì nó sẽ bị biến dạng. Độ biến dạng tỉ lệ với cường độ của trường nên điện trường đổi chiều thì biến dạng cũng đổi dấu.
Do có tính áp điện nên tinh thể KDP thường được sử dụng làm cảm biến đo sự biến dạng, đo được vận tốc dao động cơ học…Tuy nhiên ứng dụng quan trọng nhất của hiệu ứng điện áp là dùng để thu và phát sóng siêu âm hay đầu dò sóng siêu âm.
38
HDKH: TS. Trần Quang Trung
Để làm biến tử, tinh thể KDP sẽ được cắt ra thành các bản mỏng và được phủ lên một lớp kim loại (Ag).
Đầu dò phát: khi có điện áp xoay chiều có tần số xác định áp vào hai cực của biến tử sẽ tạo ra sóng siêu âm có cùng tần số. Như vậy, đầu dò phát có nhiệm vụ chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng sóng đàn hồi.
Đầu dò thu: Khi nhận được sóng siêu âm có tần số thích hợp, đầu dò sẽ tạo ra tín hiệu có cùng tần số. Đầu dò phát có nhiệm vụ chuyển năng lượng cơ thành năng lượng điện.
Tính dị hướng quang học: KDP thuộc hệ tứ phương nên có tính chất dị hướng quang học. Tốc độ truyền sóng ánh sáng theo các hướng khác nhau sẽ khác nhau, ngoài ra khi chiếu tia sáng qua tinh thể KDP sẽ có hiện tượng khúc xạ kép (hệ số khúc xạ ở 1064nm): tia sáng sẽ bị tách thành tia thường và tia bất thường truyền theo hai hướng khác nhau, chiết suất đối với tia thường là n0 = 1.4938; tia bất thường là ne = 1.4599.
Do có đặc tính dị hướng quang học và áp điện nên KDP có thểứng dụng để biến điệu ánh sáng dựa trên hiệu ứng quang điện. Trong ứng dụng này tính thể KDP được áp vào bởi một điện trường đủ lớn để làm cho tinh thể bị biến dạng quang học. Ánh sáng tự nhiên sau khi đi qua phân cực được đưa qua hệ KDP. Khi đó mặt phẳng phân cực của ánh sáng sẽ bịđổi hướng.
Ngoài ra do có hệ số quang điện cao nên KDP được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực vật liệu quang điện như trong các bộ điều biến quang điện, thiết bị chuyển mạch, và các tế bào Pockels.