三硼酸锂（LBO）晶体LBO是一种点群mm2的斜方晶体，由连续的网状B3O7分子群组成，并有锂离子填充在分子间隙。B3O7分子群紧凑的结构使得LBO晶体难以包含任何杂质。
主要优点：
◆ 可透光波段范围宽（160—2600nm）
◆倍频转换效率较高(相当于KDP晶体的3倍）
◆高损伤域值（1.3ns脉宽的1054nm激光可达18.9GW/cm2)
◆接收角度宽，离散角度小
◆ I,II类非临界相位匹配（NCPM）的波段范围宽
◆光谱非临界相位匹配（NCPM）接近1300nm
主要应用:
二倍频方面:
1. 科研与军事用途的高功率Nd:YAG与Nd:YLF激光
2. 红宝石,Ti:Sappire与Cr:LiSAF激光
3. 医用与工业用途的Nd:YAG激光
4. Nd:YVO4,Nd:YAG和Nd:YLF激光的泵浦
三倍频方面:
1. Nd:YAG与Nd:YLF激光
2. 光学参量放大器(OPA)与光学参量振荡器(OPO)
3. 高功率1340nm的Nd:YAP激光的二,三倍频
Caston服务项目：
◆严格的质量控制
◆可提供晶体尺寸达到10X10X30mm3,最大长度35mm
◆可提供晶体的防反射镀膜(增透膜)和重抛镀业务,并可提供温控炉及支架
◆备货充足
◆快速发货
◆可提供温控器作NCPM SHG LBO配套
结构和物理特性:
表1 物理和化学特性
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晶体结构
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斜方晶系, 空间群Pna21, 点群mm2
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晶格参数
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a = 8.4473Å, a = 7.3788Å, c = 5.1395Å, z = 2
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熔点
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约834℃
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莫氏（Mohs）硬度
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6
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密度
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2.47 g/cm3
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热膨胀系数
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ax = 10.8 x 10-5/K av = -8.8 x 10-5/K az = 3.4 x 10-5/K
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吸收系数
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< 0.1%/cm at 1664 nm
< 0.3%/cm at 532 nm
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光学及非线性光学特性
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透光范围:
160 - 2600 nm, See Transparency Curve
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LBO Transparency Curve(Tickness=10mm)
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主要折射系数
1.0642 mm nx = 1.5656, ny = 1.5905, nz = 1.6055
0.5321 mm nx = 1.5785, ny = 1.6065, nz = 1.6212
0.2660 mm nx = 1.5973, ny = 1.6286, nz = 1.6444
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热光系数:
dnx/dT = - 9.3 x 10-6/oC
dny/dT = -13.6 x 10-6/oC
dnz/dT = (-6.3+2.1l) x 10-6/oC
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塞米尔（Selleimer） 方程式表示如下(λ表示μm)：:
N2x = 2.454140+0.011249/(l2-0.011350)-0.014591l2 - 6.60 x 10-5/l4 ( l in mm, T=20oC)
N2y = 2.539070+0.012711/(l2-0.012523)-0.018540l2 + 2.00 x 10-4/l4 ( l in mm, T=20oC)
N2z = 2.586179+0.013099/(l2-0.011893)-0.017968l2 - 2.26 x 10-4/l4 ( l in mm, T=20oC)
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LBO与其它常用晶体在1.3ns 1053nm Nd:YLF激光下的光损伤阈值进行了比较。
1053nm光损伤阈值
晶体能量密度(J/cm2)及功率密度(GW/cm2) 比率
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Crystal
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Energy Density
(J/cm2)
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Power Density
(GW/cm2)
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Ratio
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KTP
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6.0
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4.6
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1.00
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KDP
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10.9
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8.4
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1.83
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BBO
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12.9
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9.9
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2.15
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LBO
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24.6
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18.9
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4.10
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室温下LBO的SHG及THG特性:
LBO 可用于Nd:YAG和Nd:YLF激光二、三倍频的相位匹配，I类、II类匹配皆可。在室温下，二次谐波可达到I类匹配，在551nm至3000nm的较大波长范围内，最大的有效倍频系数在XY和XZ面上（见图1）为：
deff(I)=d32cosφ ----(in XY plane)
deff(I)=d31cos2θ+d32sin2θ ----(in XZ plane)
最佳II类匹配的有效倍频系数在YZ和XZ面上（见图2）为：
deff(II)=d31cosθ ----(in YZ plane)
deff(II)=d31cos2θ+d32sin2θ ----(in XZ plane)
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Type I SHG Tuning Curve of LBO
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Type II SHG Tuning Curve of LBO
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使用LBO的Nd:YAG激光在脉冲模式下获得的二次谐波转换率大于70%，三次谐波转换率大于60%，在连续模式下获得的二次谐波转换率大于30%。
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Internal SHG Conversion Efficiency
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应用：
◆对2W锁模钛宝石激光(＜2ps, 82MHz)倍频可输出功率大于480mW的395nm波长光，利用5x3x8 mm3 尺寸的LBO晶体可 获得的波长范围在700-900nm。
◆使用II类18mmLBO晶体的调Q Nd:YAG激光倍频可得到功率大于80W的绿色光。
◆使用9mmLBO晶体的泵浦Nd:YLF激光(＞500μJ @1047nm,＜7ns,0-10KHz)倍频转换率大于40％。
◆利用和频效应可获得187.7nm波长的真空紫外光。
◆对调QNd:YAG激光进行腔内三倍频可获得输出脉冲能量T2mJ的衍射极限光束。
非临界相位匹配
LBO晶体的非临界相位匹配具有无离散、接受角度宽、有效系数大的特点，充分利用这一特性可使LBO发挥最佳功效。 使用LBO的Nd:YAG激光在脉冲模式下获得的二次谐波转换率大于70%，在连续模式下获得的二次谐波转换率大于30%，且光束质量好，输出稳定。
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1064nm光 I 类NCPM SHG特性
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| NCPM温度
|
148 oC
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|
接受角
|
52 mrad-cm1/2
|
|
离散角
|
0
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|
温度线宽
|
4 oC -cm
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有效SHG系数
|
2.69 d36(KDP)
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NCPM Temperature Tuning Curves of LBO
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SHG of Nd:YLF Antares with LBO
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应用：
◆OPO可由355nm波长光实现相当好的转换效率以及输出540-1030nm范围的波长。
◆有报道I类OPA可由355nm波长光实现30%pump-to-signal 能量转换率。
◆II类NCPM OPO可由308nmXeC1受激准分子激光泵浦实现16.5％的能量转换率，根据不同的泵源和温
度调谐可获得一定范围内的波长调谐。
◆利用NCPM技术, I类OPA可在106.5℃-148.5℃温度下由532nm波长Nd:YAG激光倍频泵浦输出
从750nm-1800nm的可调范围波长。
防反射镀膜 （增透膜）：
我司供应下列特性的防反射镀膜
◆Nd:YAG激光倍频LBO双频反射镀膜(DBAR)
◆低反射(1064nm波长 R＜0.1%，532nm波长 R＜0.25% )
◆高光损失阈值(双波段＞500MW/cm2)
◆功效长
◆可调激光倍频LBO宽频防反射镀膜(BBAR)
◆提供规格可定制的其它镀膜
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LBO AR-Coating Curve
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LBO 品质保证规范•
|
波前畸变
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小于λ/8 @ 633nm
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尺寸公差
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(W± 0.1 mm) x (H± 0.1 mm) x (L + 0.2 mm/-0.1 mm)
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通光孔径
|
central 80% diameter
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|
50mW绿光检测无可见散射路径或中心
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|
平面度
|
l/8 @ 633nm
|
|
光洁度
|
10/5 Scratch/Dig to MIL-O-13830A
|
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平行度
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better than 20 arc seconds
|
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垂直度
|
15 arc minutes
|
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角度偏差
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Dq < ±0.5o, Df <± 0.5o
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损坏阈:
TEM00模式，1.3ns，1HZ，1064nm光，为15 GW/cm2 ；
连续锁模1064nm光为1GW/cm2
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品质保证期
|
一年内正常使用
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备注
1. LBO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. 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，脉冲光反复率，连
续光能量，射束直径，模式条件，发散角，可调波长范围等。
4. Caston 能提供支架给LBO晶体作保护。
室温下LBO的SHG及THG特性:
LBO 可用于Nd:YAG和Nd:YLF激光二、三倍频的相位匹配，I类、II类匹配皆可。在室温下，二次谐波可达到I类匹配，在551nm至3000nm的较大波长范围内，最大的有效倍频系数在XY和XZ面上（见图1）为：
deff(I)=d32cosφ ----(in XY plane)
deff(I)=d31cos2θ+d32sin2θ ----(in XZ plane)
最佳II类匹配的有效倍频系数在YZ和XZ面上（见图2）为：
deff(II)=d31cosθ ----(in YZ plane)
deff(II)=d31cos2θ+d32sin2θ ----(in XZ plane)
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Type I SHG Tuning Curve of LBO
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Type II SHG Tuning Curve of LBO
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使用LBO的Nd:YAG激光在脉冲模式下获得的二次谐波转换率大于70%，三次谐波转换率大于60%，在连续模式下获得的二次谐波转换率大于30%。
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Internal SHG Conversion Efficiency
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应用：
◆对2W锁模钛宝石激光(＜2ps, 82MHz)倍频可输出功率大于480mW的395nm波长光，利用5x3x8 mm3 尺寸的LBO晶体可 获得的波长范围在700-900nm。
◆使用II类18mmLBO晶体的调Q Nd:YAG激光倍频可得到功率大于80W的绿色光。
◆使用9mmLBO晶体的泵浦Nd:YLF激光(＞500μJ @1047nm,＜7ns,0-10KHz)倍频转换率大于40％。
◆利用和频效应可获得187.7nm波长的真空紫外光。
◆对调QNd:YAG激光进行腔内三倍频可获得输出脉冲能量T2mJ的衍射极限光束。
非临界相位匹配
LBO晶体的非临界相位匹配具有无离散、接受角度宽、有效系数大的特点，充分利用这一特性可使LBO发挥最佳功效。 使用LBO的Nd:YAG激光在脉冲模式下获得的二次谐波转换率大于70%，在连续模式下获得的二次谐波转换率大于30%，且光束质量好，输出稳定。
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1064nm光 I 类NCPM SHG特性
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| NCPM温度
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148 oC
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接受角
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52 mrad-cm1/2
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离散角
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0
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温度线宽
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4 oC -cm
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有效SHG系数
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2.69 d36(KDP)
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NCPM Temperature Tuning Curves of LBO
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SHG of Nd:YLF Antares with LBO
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应用：
◆OPO可由355nm波长光实现相当好的转换效率以及输出540-1030nm范围的波长。
◆有报道I类OPA可由355nm波长光实现30%pump-to-signal 能量转换率。
◆II类NCPM OPO可由308nmXeC1受激准分子激光泵浦实现16.5％的能量转换率，根据不同的泵源和温
度调谐可获得一定范围内的波长调谐。
◆利用NCPM技术, I类OPA可在106.5℃-148.5℃温度下由532nm波长Nd:YAG激光倍频泵浦输出
从750nm-1800nm的可调范围波长。
防反射镀膜 （增透膜）：
我司供应下列特性的防反射镀膜
◆Nd:YAG激光倍频LBO双频反射镀膜(DBAR)
◆低反射(1064nm波长 R＜0.1%，532nm波长 R＜0.25% )
◆高光损失阈值(双波段＞500MW/cm2)
◆功效长
◆可调激光倍频LBO宽频防反射镀膜(BBAR)
◆提供规格可定制的其它镀膜
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LBO AR-Coating Curve
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LBO 品质保证规范•
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波前畸变
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小于λ/8 @ 633nm
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尺寸公差
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(W± 0.1 mm) x (H± 0.1 mm) x (L + 0.2 mm/-0.1 mm)
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通光孔径
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central 80% diameter
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50mW绿光检测无可见散射路径或中心
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平面度
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l/8 @ 633nm
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光洁度
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10/5 Scratch/Dig to MIL-O-13830A
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平行度
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better than 20 arc seconds
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垂直度
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15 arc minutes
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角度偏差
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Dq < ±0.5o, Df <± 0.5o
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损坏阈:
TEM00模式，1.3ns，1HZ，1064nm光，为15 GW/cm2 ；
连续锁模1064nm光为1GW/cm2
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品质保证期
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一年内正常使用
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备注
1. LBO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. 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，脉冲光反复率，连
续光能量，射束直径，模式条件，发散角，可调波长范围等。
4. Caston 能提供支架给LBO晶体作保护。
