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所属类别: 非线性光学晶体
商品名称: BBO
浏览次数: 2119 次
产品说明
应用领域
 
 

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)
 高损伤域值(100ps脉宽的1064nm10GW/cm^2
 光学均匀性好
 温度接收角宽(55℃左右)

主要应用:
 Nd:YAGNd:YLF激光的二,,,五倍频
 染料激光的倍频,三倍频和混频
 Ti:SappireAlexandrite激光的二,,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

Caston服务项目:
 严格的质量控制
 可提供晶体长度从0.01mm--25mm,尺寸可达到20X20X25mm.
 
可提供晶体的镀膜(保护膜,增透膜)和重抛镀业务,并可提供支架
 最有力的技术支持
 无可争议的价格和数量折扣
 备货充足
 超薄型BBO芯片厚度达0.01mm
*  特别支架保护超薄芯片  

结构和物理特性:

晶体结构

三方晶系,空间群 R3c

单孢参数

a = b = 12.532?, c = 12.717?, Z = 6

熔点

1095±5oC

相变点

925± 5oC

光学均匀性

Dn ≈10-6/cm
莫氏(Mohs)硬度 4.5
密度 3.85 g/cm3
比热 a<0.001 cm-1 ( l =1064 nm)
a<0.01 cm-1 ( l=532nm)
a<0.5 cm-1 ( l=2550nm)
潮解性

热膨胀系数

 

a, 4 x 10-6/K
c, 36 x 10-6/K
  ⊥c, 1.2 W/m/K ; || c, 1.6 W/m/K

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。表1Nd:YAG激光下BBOKD*P的性能比较。表2BBO从二倍频到五倍频的基本非线性光学特性比较。
BBO对高功率Nd:YAG激光腔内倍频的效果也非常理想。在防反射镀膜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腔外共振可输出66mW266nm的光。

1. BBO and KD*P的谐波效果比较

晶体 1w (mJ) SHG (mJ) THG (mJ) 4HG (mJ) 5HG (mJ)
BBO 220
600
105
350
39
140
18.5
70
5
20
KD*P
 
600

270

112.5 45 /

2. I BBO 晶体的NLO特性?

基本波长: 1064 nm SHG THG 4HG 5HG
有效NLO系数 (d36(KDP)) 5.3 4.9 3.8 3.4
接收角(mrad-cm) 10. 0.5 0.3 0.2
发散角(degree) 3.2 4.1 4.9 5.5
温度接受(oC) 51 16 4 /

温度偏差:
由于BBO具有较小的接收角和较大的发散角,因此获得理想的转换效率的关键是使用较好质量的光源(具有小的发散度,较好的模式条件等)。我们不推荐对光束进行聚焦。

可调谐激光的应用:

1.燃料激光
IBBO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XeC1激光可获得36%的转换率,是ADP4-6倍。最短204.97nmSHG波长光得到的转换率约为1%。
BBO780-950nm248.5nm光(495nm染料激光的SHG输出)进行I类和频,可输出从188.9nm-197nm的最短紫外线,其中193nm光的脉冲能量为95mJ189nm光的脉冲能量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KDPADP。目前,科腾可提供的最小尺寸的BBO晶体为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2fs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的紫外线,其中378nm波长光的脉冲能量为105mJ31%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7.5mJ24%的混频转换率)的紫外光。
钛宝石激光可获得大于50%的二次谐波转换率,以及更高的三次和四次谐波转换率。

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-257.2nm36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%。

OPOOPA中的应用:
BBOOPOOPA中的功能非常强,可产生从紫外线到红外线的一系列可调谐射线。图5和图6分别是I类和IIBBOOPOOPA中的调谐角度的计算结果。

Type I OPO Tuning Curves of BBO

Type II OPO Tuning Curves of BBO

532nm泵浦OPO
一个7.2mm长的IBBO晶体可获得波长范围680 nm-2400nmOPO输出,峰值功率1.6mW,能量转换率可达30%。输入泵浦能量为532nm波长40mJ,脉冲宽度为75ps。较长的BBO晶体可获得更高的能量转换率。

355nm泵浦OPOOPA
Nd:YAG激光泵浦,使用BBOOPO的输出能量超过100mJ,波长范围400nm-2000nm。使用科腾BBO晶体的OPO系统输出的可调谐波长范围在400nm-3100nm,确保了波长430nm-2000nm部分的能量转换率在18-30%之间。
IIBBO可用来减小线宽。我们用BBO获得了0.05nm的线宽和12%的转换率。但是,在II类相位匹配中,一个较长的BBO晶体(>15mm)通常被用来减小起振阈值。
用一个355nm波长的皮秒Nd:YAG激光来泵浦使用BBOOPA获得的脉冲具有窄带(<0.3nm),能量高(>200μJ)和可调谐性高(400nm-2000nm)的特点。这种OPA可获得超过50%的最大能量转换率,因此在很多方面都比通常的染料激旋光性能优越,如转换率高,可调谐范围宽,易维护,设计简单,操作简便等。 另外,使用BBOOPO或二次谐波BBOOPA可获得205nm-3500nm范围的连续射线。

其它
对被308nm波长的XeCl准分子激光泵浦的IBBO晶体进行角度调谐可获得一个信号波长范围422nm-477nm的可调OPO

常规尺寸:
我们对不同的应用情况推荐相对应的晶体尺寸和切割,列表如下(假定光束直径对晶体的影响为φ2mm- φ3mm)

1.Nd:YAG激光谐波效果

DADAF9

2.Nd:YAG激光谐波泵浦的OPOOPA

532nm

Type I, 4 x 4 x 12 - 15 mm, 21°-cut ---680nm - 2600 nm

355nm

Type I, 6 x 4 x 12 - 15 mm, 30°-cut
Type II, 7 x 4 x 15 - 20 mm, 37°-cut
---410nm - 2600 nm

266nm

Type I, 6 x 4 x 12 - 15 mm, 39°-cut ---295nm - 2600 nm

3.染料激光倍频

670 - 530 nm

Type I, 6 x 4 x 7 mm, 40°-cut ---335 - 265 nm

600 - 440 nm

Type I, 8 x 4 x 7 mm, 55°-cut ---300 - 220 nm

444 - 410 nm

Type I, 8 x 4 x 7 mm, 88°-cut ---222 - 205 nm

4.钛宝石激光谐波

700 - 1000 nm

Type I, 7 x 4 x 7 mm, 28°-cut ---350 - 500 nm

700 - 1000 nm

Type I, 8 x 4 x 7 mm, 42°-cut ---240 - 330 nm

700 - 1000 nm

Type I, 8 x 4 x 7 mm, 66°-cut ---210 - 240 nm

5.Alexandrite激光二、三倍频

720 - 800 nm

Type I, 4 x 4 x 7 mm, 31°-cut ---360 - 400 nm

720 - 800 nm

Type I, 7 x 4 x 7 mm, 48°-cut ---240 - 265 nm

6.Brewster斜切BBO的氩离子激光腔内倍频

514 nm

Type I, 4 x 4 x 7 mm, 51° B-cut ---257 nm

488 nm

Type I, 4 x 4 x 7 mm, 55° B-cut ---244 nm

超薄BBO片在超快激光器中使用:?

超快激光器的频率转换:

在使用飞秒(fs) 脉冲宽度在超快激光器的频率转换中,主要关注是飞秒脉冲是否受由非线性晶体的群速失配(GVM) 或群速散射所引起的扩散。为使保持有效的频率转换而不受明显的脉冲扩散所扰,我们提议晶体厚度(LGVM) 比脉宽除以GVM的为小即可。
基于现有的晶体技术,我们KASTON正可以提供薄如0.02mmBBO晶体作超快激光器的频率转换。

Application (Type I)
BBO Crystals

SHG of 700 nm

SHG of 800 nm

SHG of 900 nm

THG of 700 nm

THG of 800 nm

THG of 900 nm

deff (pm/V)

1.296

1.365

1.408

0.893

1.101

1.221

GVM (ps/cm)

2.721

1.922

1.401

8.497

5.676

4.079

LGVM @ 10fs (micron)

40

50

70

10

20

30

Damage threshold
@ 10fs (GW/cm2)

20

25

30

10

15

20

超快钛篮宝石激光规格

二倍频晶体

Substrate

Clear Aperture

Thickness

Part No.

BBO

>f 3.5 (mm)

0.02 (mm)

UTO8211

BBO

>f 3.5 (mm)

0.03 (mm)

UTO8213

BBO

>f 3.5 (mm)

0.05 (mm)

UTO8215

BBO

>f 3.5 (mm)

0.1 (mm)

UTO8210

BBO

>f 3.5 (mm)

0.5 (mm)

UTO8201

BBO

>f 9.0 (mm)

0.5 (mm)

UTO8203

BBO

>f 3.5 (mm)

1.0 (mm)

UTO8204

三倍频晶体

Substrate

Clear Aperture

Thickness

Part No.

BBO

>f 3.5 (mm)

0.02 (mm)

UTO8311

BBO

>f 3.5 (mm)

0.03 (mm)

UTO8313

BBO

>f 3.5 (mm)

0.05 (mm)

UTO8315

BBO

>f 3.5 (mm)

0.1 (mm)

UTO8310

BBO

>f 3.5 (mm)

0.3 (mm)

UTO8301

BBO

>f 9.0 (mm)

0.3 (mm)

UTO8303

BBO

>f 3.5 (mm)

1.0 (mm)

UTO8304

四倍频晶体

Substrate

Clear Aperture

Thickness

Part No.

BBO

f 3.5 (mm)

0.02 (mm)

UTO8411

BBO

f 3.5 (mm)

0.03 (mm)

UTO8413

BBO

f 3.5 (mm)

0.05 (mm)

UTO8415

BBO

f 3.5 (mm)

0.1 (mm)

UTO8410

BBO

f 3.5 (mm)

0.3 (mm)

UTO8403

BBO

f 3.5 (mm)

0.5 (mm)

UTO8404

BBO

f 3.5 (mm)

1.0 (mm)

UTO8401

支架安装:

经历过严更抛光或镀膜后,晶体表面是很客易受在运送途中或使用时破坏,尤指超薄晶体。为使能更好地保护晶体免受损坏,我们KASTON现能提供3款支架供客户安装在不同尺寸晶体上。现附上以下图表谨供参考:

图片

tu1.gif (26308 bytes)

tu2.gif (24141 bytes)

tu3.gif (34947 bytes)

Part No.

0101-0100

0101-0500

0101-0300

F C (mm)

25.4

25.4

25.4

T (mm)

5

9.5, 13.5

9.5

晶体通光面(mm)

4X4 ~10X10

4X4~10X10

8X8~10X10

晶体长度 (mm)

0.1~2

4 ~10

3~6

BBO晶体的品质保证规范:

波前畸变

小于 λ/8 @ 633nm

尺寸公差

(W± 0.1 mm) x (H± 0.1 mm) x (L + 0.2 mm/-0.1 mm)

通光孔径

大于 90% 中央直径

平面度

l/8 @ 633nm

光洁度

10/5 Scratch/Dig per MIL-O-13830A

平行度

优于20秒

垂直度

5

角度偏差

Dq < 0.5o, Df < 0.5o

品质保证期

一年内正常使用

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。

*高损失阈值 
1064nm
波,30ps脉冲宽度,大于7GW/cm2 1064nm波,10ns脉冲宽度,反复率10HZ0.5GW/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1064nm532nm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%),高损失阈值, 防潮,使用寿命长的特点。我们还提供其它波长的防反射镀膜。

P-Coating @ 800 nm

AR-Coating @532 &1064 nm

备注:

1.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。
2.勿损伤晶体抛光面。
3.BBO的接收角较小,请小心调节角度。
4.客户如需定制产品,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,连续光能量,光束直径,模式条件,发散角,可调波长范围等。
5.保持BBO晶体在一稳定温度来提高损伤阈值。
6.Caston能提供支架给BBO晶体作保护。

 
      

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