β-硼酸钡(或β-BaB2O4、β-BBO)晶体是最杰出的非线性光学晶体之一。 BBO晶体具有优异的高非线性光学系数(在近红外、可见光和紫外波段,该晶体的有效倍频系数比目前通用的ADP和KDP晶体高3-6倍)。BBO晶体的高非线性系数转化为卓越的频率转换效率,从而产生具有飞秒持续时间和兆瓦峰值功率的高功率脉冲。189-3500nm的宽透射范围(要查看透射曲线,请点击“资源”选项卡)可以在很宽的波长范围内实现高效的频率转换。该晶体还拥有异常损伤阈值(15Gw/cm²,是KDP的两倍),这使其能够承受飞秒脉冲相关的强光场而不会受到光学损伤。
BBO晶体在超短脉冲激光器的二次谐波 (SHG) 和三次谐波 (THG) 中表现出优于 KDP 和 ADP 晶体的性能。在飞秒激光器领域,BBO 晶体有着广泛的应用,包括研究半导体中的化学反应、分子动力学和载流子动力学等超快过程;双光子显微镜等医学成像应用;以及微加工和材料加工。
杭州煦和光电技术有限公司提供现成的和定制的 BBO 晶体。我们提供厚度仅为 0.01 毫米的超薄熔融石英衬底 BBO 晶体,以及厚度为 0.05 毫米的独立式针对飞秒激光器优化的 BBO 晶体。所有晶体在发货前均经过严格检查,以确保在50mW绿光激光的观察下,晶体内部不存在可见的散射路径或中心。我们利用卓越的精度标准(优于10/5 S/D的表面质量)来实现超短脉冲持续时间。我们提供的BBO晶体用途如下:
BBO晶体在非线性光学领域的应用:
1. BBO 用于 Nd:YAG 激光器的二次、三次、四次和五次谐波产生:
使用 BBO 晶体可实现卓越的转换效率,二次谐波 (SHG) 转换效率超过 70%,三次谐波 (THG) 转换效率超过 60%,四次谐波 (4thHG) 转换效率超过 50%。BBO 晶体是 213nm 五次谐波 (5HG) 的最佳选择。
BBO 晶体擅长处理高功率密度 Nd:YAG 激光器的腔内二次谐波 (SHG),以产生 532nm 的输出。当使用锁模 Nd:YLF 激光器的 SHG 输出泵浦 Nd:YAG 激光器时,使用布儒斯特角切割的 BBO 晶体可以获得功率水平不错的 263nm 输出。
由于BBO的接受角较小、角走离较大,良好的激光光束质量(发散角小、模式条件好等)是BBO发挥更好作用的关键因素,因此不建议对激光光束进行紧密聚焦。
2. BBO 用于其他可调谐激光器的谐波产生:
对于超快激光器的二次谐波 (SHG) 和三次谐波 (THG),BBO 也比 KDP 和 ADP 晶体表现出很大的优势。
BBO 晶体是 XeCl 激光泵浦染料激光器二次谐波 (SHG) 的有效介质,可在紫外光谱(205-310nm)产生输出。
紫外宝石激光器的二次谐波/三次谐波 (SHG/THG) 在 360nm-390nm 区域内产生紫外输出,在 244nm - 259nm 区域内产生输出。钛宝石激光器的二次谐波/三倍频/全次谐波也能高效实现。
用于紫外和深紫外输出的氩掺杂激光器的腔内二次谐波,以及用于紫外输出的铜蒸汽激光器的二次谐波。
3. BBO 用于光参量振荡 (OPO)/光参量放大 (OPA):
利用 BBO 晶体进行光参量振荡 (OPO) 和参量光放大 (OPA),可以很容易地获得在很宽的波长范围(从紫外到红外)内可调谐的输出。常见应用包括:
我们的 BBO 晶体可支持 532nm 泵浦激光器的 OPO 输出,并具有良好的转换效率。
使用 Shalom EO 的 BBO,355nm Nd:YAG 泵浦激光器的 OPO 可产生从 UV 到 MWIR 光谱的宽可调谐近似波长范围,并具有良好的转换效率。
BBO 晶体的 OPA 可为皮秒 Nd-YAG 泵浦激光器产生窄带、高功率和可调谐(400 nm 至 2000 nm)脉冲。就效率、可调范围和维护而言,该方法比使用染料激光器要好得多。
图 3 和图 4 分别收集并说明了 532nm、355nm 和 266nm 处的 1 型和 2 型 OPO 和 OPA 的调谐角度。
图 3 1 型 BBO OPO 调谐曲线 (@532/355/266nm) 图 4 2 型 BBO OPO 调谐曲线 (@532/355/266nm)
4. 用于电光应用的 BBO 晶体:
BBO 晶体具有较高的激光诱导损伤阈值 (LIDT) 和 190nm 至 3500nm 的宽透射范围,可用于电光调制。BBO 晶体是高重复频率 Q 开关的理想选择。我们为 EO 应用提供BBO 晶体,它们是高精度激光级抛光和涂层 Cr-Au 电极。
规格:
无可见散射路径或中心
使用50mW绿光激光检查
物理和结构特性:
光学和非线性光学特性:
0.8mrad-cm (θ, Type I,1064 SHG)
1.27mrad-cm (θ, Type II,1064 SHG)
deff(I)=d31sinθ+(d11cosΦ-d22sin3Φ)cosθ
deff(II)=(d11sin3Φ+d22cos3Φ)cos2θ
no2=2.7359+0.01878 / (λ2-0.01822) -0.01354
λ2 ne2=2.3753+0.01224 / (λ2-0.01667) -0.01516 λ2
BBO 晶体的特点:
BBO 晶体的典型应用:
曲线:
图1 BBO的透射曲线 图2 1型和2型BBO的调谐曲线