BBO晶体的主要优点:
• 可实现相位匹配的波段范围宽(409.6-3500nm);
• 可透过波段范围宽(190-3500nm);
• 倍频转换效率高(相当于KDP晶体的6倍);
• 光学均匀性好(δn≈10-6/cm);
• 高损伤阈值(100ps脉宽的1064nm10GW/cm2);
• 温度接收角宽(55℃左右)。
BBO晶体的主要应用:
• Nd:YAG和Nd:YLF激光的二、三、四、五倍频;
• 染料激光的倍频,三倍频和混频;
• Ti:Sapphire和Alexandrite激光的二、三、四倍频;
• 光学参量放大器(OPA)与光学参量振荡器(OPO);
• 氩离子,红宝石和Cu蒸汽激光器的倍频;
• 在全固态可调激光,超快脉冲激光,深紫外激光等高、精、尖激光技术领域的研发领域。
BBO晶体的主要性能:
BBO 是一种负单轴晶体,它的o-ray折射系数(no)要比e-ray(ne)折射系数大,可通过Sellmeier方程来计算(λ in μm):
no2=2.7359+0.01878 / (λ2-0.01822) -0.01354 λ2
ne2=2.3753+0.01224 / (λ2-0.01667) -0.01516 λ2
通过角度调谐可获得I、II类的相位匹配。
BBO晶体有效倍频系数由下列方程式得出:
I类: deff=d31sinθ+(d11cos3φ-d22sin3φ)cosθ
II类: deff=(d11sin3φ+d22cos3φ)cos2θ
θ 和φ分别指向极坐标中的z(=c)和x(=a)
BBO晶体在Nd:YAG激光器中的应用:
BBO晶体在Nd:YAG激光二、三、四倍频上的性能优异,是213nm光五倍频的最佳选择。二倍频的转换效率大于70%,三倍频60%,四倍频50%,213nm光五倍频的输出功率可达200mW。
BBO对高功率Nd:YAG激光腔内倍频的效果也非常理想。使用创恒防反射镀膜BBO的声光调QNd:YAG激光器腔内倍频可获得15W平均功率的532nm光。 使用600mW倍频输出的锁模Nd:YLF激光器泵浦,Brewster斜角BBO腔外倍频可输出66mW的266nm的光。
BBO晶体应用于可调谐激光:
1. 染料激光
用I类BBO可输出二次谐波效率超过10%,波长大于206nm的紫外线(205nm-310nm)。用150KW染料激光器泵浦的XeCl激光可获得36%的转换率,是ADP的4-6倍。最短204.97nmSHG波长光得到的转换率约为1%。
创恒生产的BBO广泛应用于染料激光器中。用BBO将780-950nm和248.5nm光(495nm染料激光的SHG输出)进行I类和频,可输出从188.9nm-197nm的最短紫外光,其中193nm激光的脉冲能量为95mJ,189nm激光的脉冲能量为8mJ。
2. 超快脉冲激光
在超快脉冲激光的二、三倍频中,BBO的性能要大大优于KDP和ADP。目前,创恒可提供的BBO晶体最小厚度为0.01mm。在相速度匹配和群速度匹配方面,用一个小型BBO晶体可达到10fs激光脉冲的有效倍频。
3. 钛宝石激光和Alexandrite激光
使用BBO晶体的Alexandrite激光的I类二次谐波可输出波长范围360nm-390nm的紫外光,其中378nm波长激光的脉冲能量为105mJ(31%的二次谐波转换率),三次谐波可输出波长范围244nm-259nm,脉冲能量7.5mJ(24%的混频转换率)的紫外光。
钛宝石激光可获得大于50%的二次谐波转换效率,以及更高的三次和四次谐波转换效率。
4. 氩离子激光和铜蒸气激光
在应用腔内倍频技术的全线功率为2W的氩离子激光中,Brewster斜切BBO晶体可获得波长范围在228.9nm-257.2nm的36线深紫外光,最大功率33mW(波长250.4nm)。
5106.nm的铜蒸气激光的二次谐波输出的紫外线功率可达230mW(波长255.3nm),最大能量转换率为8.9%。
BBO晶体镀膜:
1. 防护镀膜(P-coating)
由于BBO具有较低的潮解性,因此潮湿的空气易使抛光的BBO晶体表面变得模糊。我们使用了一种有效的防护镀膜(P-coating)来防止晶体受潮。此产品具有如下特点:
• 使用寿命长
95%湿度下可使用至少6个月,较低湿度(如80%)下的使用寿命更长。
• 高损伤阈值
1064nm波长,30ps脉冲宽度,大于7GW/cm2 ;1064nm波长,10ns脉冲宽度,重复率10Hz,0.5GW/cm2 。
• 传输效果好
在200 nm-3500 nm波长范围内,镀膜晶体的传输效果优于未镀膜的晶体。
2. 防反射镀膜 (AR-coating)
我们提供1064nm和532nm波的单频和双频防反射镀膜BBO。双频防反射镀膜具有低反射比(1064nm波小于0.2%,532nm波小于0.4%),高损伤阈值, 防潮,使用寿命长的特点。我们还提供其他波长的防反射镀膜。
BBO晶体的品质保证规范:
• 波前畸变 : 小于 λ/8 @ 633nm
• 尺寸公差 : (W±0.1mm)x(H±0.1mm)x(L+0.5mm/-0.1mm)(L≥2.5mm)
(W±0.1mm)x(H±0.1mm)x(L+0.1mm/-0.1mm)(L<2.5mm)
• 通光孔径: 大于 90% 中央直径
• 平面度: λ/8 @ 633nm
• 光洁度 : 10/5 to MIL-PRF-13830B
• 平行度 : 优于20秒
• 垂直度 : 5 分
• 角度偏差 : △θ≤0.25°,△φ≤0.25°
• 品质保证期: 一年内正常使用。
备注:
• BBO晶体的潮解性较低,建议用户在干燥的环境中使用和保存晶体。
• 勿损伤晶体抛光面。
• BBO的接收角较小,请小心调节角度。
• 客户如需定制BBO晶体,请提供激光器的主要性能参数,如脉冲能量,脉冲宽度,脉冲重复频率,连续光功率,光束直径,模式条件,发散角,可调波长范围等。