BBO晶体在非线性光学晶体中,是一种综合优势明显,性能良好的晶体,它有着极宽的透光范围,极低的吸收系数,相对于其他的电光调制晶体,具有更高的消光比,较大的相匹配角,较高的抗光损伤阈值、宽带的温度匹配以及优良的光学均匀性,有利于提高激光输出功率稳定性,特别是用于Nd:YAG激光器之三倍频有着广泛的应用。
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晶体的结构和物理特性
晶体结构 |
三方晶系,空间群 R3c |
晶格参数 |
a=b=12.532Å, c=12.717Å, Z=6 |
熔点 |
约1095℃ |
相变点 |
925±5℃ |
光学均匀性 |
δn≈10-6/cm |
莫氏(Mohs)硬度 |
4 |
密度 |
3.85 g/cm3 |
吸收系数 |
<0.1%/cm(at 1064nm) |
比热 |
1.91J/cm3 xK |
潮解性 |
低 |
热膨胀系数 |
α11=4 x 10-6/K; α33=36x 10-6/K |
热导率 |
1.2W/m/K(⊥c); 1.6W/m/K(∥c) |