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  • BBO普克尔盒(定制)
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BBO普克尔盒(定制)

  • 高重复率,抗损伤
  • 低吸收率和低噪声
  • 高紫外透射率
  • 可提供双晶体普克尔斯盒
  • 应用:高重复率DPSS Q开关、高重复率再生放大器控制、腔倾倒和光束斩波器
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BBO普克尔斯盒规格

孔径 待定 四分之一波长电压 3.4KV
光透射率 >98% 损伤阈值 500MW/cm2 @ 10ns, 1064nm
波前畸变 @ 1064 < Lambda/8 典型电容 < 3pF
外形尺寸 φ25.4 x 44mm


BBO的物理特性:

晶体结构 三方晶系,空间群R3c,点群3m 晶胞参数 a = b = 12.532 Å,c = 12.717 Å,Z = 6
熔化点1095±5℃相变点925±5℃
光学均匀性δn ~ 10-6 /cm莫氏硬度4
密度3.85 g/cm3比热1.91J/cm3 xK
吸湿性热膨胀系数a,4 x 10-6/K;c, 36x 10-6/K
热电导率⊥c,1.2W/m/K; //c, 1.6W/m/K吸收系数< 0.1% /cm(1064 nm 处)


BBO 的光学特性:

透明度范围189-3500 nm折射率
1064 nm 处
800 nm 处
532 nm 处
400 nm 处
266 nm 处

no = 1.6545, ne = 1.5392
no = 1.6606, ne = 1.5444
no = 1.6742, ne = 1.5547
no = 1.6930, ne = 1.5679
no = 1.7585, ne = 1.6126
热光系数dno/dT = -9.3 x 10-6 /°C
dne/dT = -16.6 x 10-6 /°C
电光系数γ11 = 2.7 pm/V, γ22, γ31 < 0.1 γ11
有效非线性表达式dooe= d31 sinθ +(d11 cos3φ - d22 sin3φ) cosθ
deoe= (d11 sin3φ + d22 cos3φ) cos2θ
半波电压48 kV (at 1064 nm)
NLO 系数d11 = 5.8 x d36(KDP)
d31 = 0.05 x d11
d22 < 0.05 x d11
损伤阈值(体)
1064 nm 处
532 nm 处

5 GW/cm2 (10 ns);10 GW/cm2 (1.3 ns)
1 GW/cm2 (10 ns);7 GW/cm2 (250 ps)
相位匹配 SH 波长:189 - 1750 nm

β-BBO普克尔斯盒或β-硼酸钡普克尔斯盒在激光功率处理能力、耐高温性和基本不受压电振铃影响方面比其他材料具有显著优势。β-BBO普克尔斯盒是高重复频率Q开关、高达3MHz的脉冲拾取、激光腔倾卸、再生放大器控制和光束斩波器最具吸引力的候选者。在高重复频率和高功率应用领域,BBO普克尔斯盒是比KDP普克尔斯盒更好的选择。由于我们在普克尔斯盒中采用的顶级BBO晶体具有较低的压电耦合系数,我们的BBO普克尔斯盒能够产生重复频率高达数百千赫兹的脉冲。

杭州沙龙光电提供现成和定制的BBO普克尔斯盒,具有高损伤阈值、低插入损耗、高消光比、最小压电振铃和极具竞争力的价格。我们可根据要求提供单、双BBO晶体设计和低压几何结构的BBO普克尔斯盒。此外,我们还提供用于光电应用的BBO晶体。

 


特征:

  • BBO普克尔盒是高重复频率Q开关的最佳选择:

由于依赖于电光效应,加上电光Q开关的低电容,开关时间很快,因此对于高达1MHz的高重复频率激光器具有卓越的性能。采用BBO电光Q开关的全固态短腔Q开关激光器可以产生脉冲宽度小于4ns的高能量激光。

 

  • 高损伤阈值和功率处理能力:

无需水冷,BBO电光Q开关可关闭并承受高达150W腔内振荡光功率(激光输出功率高达50W)。

 

  •  从紫外线到近红外的宽透射范围:

BBO 晶体具有 189nm 至 3500nm 的宽透射范围,这使得它们可以用于从紫外线到近红外光谱的各种应用。

 

  •  低吸收和无压电振铃:

与LiNbo3相比,BBO晶体在施加电压时受压电效应的损害要小得多。BBO电光器件的另一个重要特性是其低吸收率和相关的激光诱导热双折射。由于吸收率低,在可见光和近红外波段的工作波长下几乎不会产生光学加热。

 

  • 相对较高的半波电压:

BBO 具有相对较小的电光系数,因此工作电压较高。Shalom EO 还提供所需尺寸的定制 BBO 晶体。我们的工程师小组可以提供专业咨询,帮助您确定满足您需求的优化解决方案。


注意事项:

  • BBO晶体具有吸湿性,建议在干燥环境中保存和使用。
  • 由于BBO晶体相对脆弱,因此需要采取预防措施保护其抛光表面。
  • BBO的接收角较小,因此在调整角度时要小心。
  • 杭州沙龙光电工程师可以根据您的激光器特性,为您提供合适且高质量的普克尔斯盒。我们考虑的参数包括脉冲宽度、单脉冲能量、脉冲激光器的重复频率、连续激光器的功率、发散角、激光光束直径、波长调谐范围、模式条件等。

BBO晶体的特点:

  • 超薄晶体可用于超快(<10 fs)应用
  • 几乎在整个透明范围内,各种二阶非线性相互作用的宽相位匹配范围
  • 所有紫外透射非线性晶体中非线性度最高
  • 高激光诱导损伤阈值 (LIDT)
  • 透射范围宽,从 188 nm 到 5.2 μm(3 μm-5.2 μm 波长,数十 μm 厚晶体具有良好的透射性能)
  • 极低电容(1 < pF),允许高重复频率切换,上升时间在 100 ps 或更短的量级
  • 高损伤阈值,能够承受较小光束尺寸的高峰值功率强度,因此适合紧凑设计(然而,较小的晶体孔径会导致衍射损耗,从而可能增加插入损耗)。
  • 不易产生压电振铃
  • 低吸收率和相关的激光诱导热双折射
  • 高消光比

 

Applications:

  1. 高重复率DPSS Q开关
  2. 高重复率再生放大器控制
  3. 腔倾倒和光束斩波器
  4. 低色散,适用于短脉冲再生放大器




图1 BBO 和 LiNbO3 中声振铃的定性比较

由于压电效应,透射 LiNbO3 普克尔斯盒的光强度变化很大,而透射

BBO 普克尔斯盒的光强度随着施加的高压脉冲衰减而变化,没有明显的声振铃

 

                                                                                                   

                                                                                                                                     图2 BBO晶体的透明度曲线



应用说明:

在普克尔盒的实际应用中,可能需要考虑一些额外的副作用:


  • 即使光束方向垂直于晶体表面,即使晶体端面镀有高质量的增透膜,标准具效应仍可能存在并影响光学性能。
  • 温度会显著影响获得的相位变化。例如,用于产生完美高对比度幅度调制的普克尔盒可能需要在温度变化时重新调整工作电压。然而,热补偿双晶设计可以解决这个问题。
  • 对于光束半径较大的操作,值得注意的是对电极进行优化设计(可能使用额外的辅助电极来提高产生的电场的均匀性,否则可能会获得空间变化的调制)。
  • 非线性晶体通常表现出显著的压电和电光效应,这会对高调制频率下的性能产生重大影响。
  • 在高功率下工作时,晶体的残余吸收可能会引起热效应。因此,对于高功率应用,吸收率较低的材料更佳。
  • 普克尔斯盒中使用的晶体是非线性晶体材料,它们本身就表现出显著的光学非线性。例如,对于峰值功率较大的光脉冲,可能会发生自相位调制和非线性自聚焦。



四分之一波长电压的计算

产生π弧度延迟所需的电压称为半波电压,简称Vπ。对于45°线偏振光输入,施加半波电压会使偏振方向旋转90°。当输出波通过线偏振片时,通过快速改变施加在晶体上的电压(从0伏到Vπ),可以快速地将输出光从最大强度调制到最小强度。

BBO的半波电压取决于光波长,其公式如下:

其中 λ=光波长

d=电极间距

L=光程长度

r22=电光系数

no=普通折射率

 


电光Q开关 1/4波电压与波长 (3x3x20mm)
1/4波电压 @1030nm : Vπ/2 =3388V


普克尔盒比较图:

pockels cell comparison