β-BBO
主要优点
相位匹配波段宽（409.6-3500 nm）
可透过波段范围宽（190-3500 nm）
倍频转换效率高（相当于KDP晶体的6倍）
高损伤阈值
光学均匀性好n10-6/cm
温度接收角宽（~55 ℃..
产品描述
我们可提供
主要优点
- 相位匹配波段宽（409.6-3500 nm）
- 可透过波段范围宽（190-3500 nm）
- 倍频转换效率高（相当于KDP晶体的6倍）
- 高损伤阈值
- 光学均匀性好δn≈10-6 /cm
- 温度接收角宽（~55 ℃）
- 用于Nd:YAG激光的二倍、三倍、四倍以及五倍频中
- 广泛应用于超快激光的谐波产生
我们可提供
- 严格的质量控制
- 晶体最薄可到0.005 mm，最长可达25 mm，最大尺寸为15×15×15 mm3
- 增透膜（AR-coating）或保护膜（P-coating）镀制，支架装配和重抛镀服务
- 库存充足
- 快速交付（抛光片交期15个工作日，镀膜产品交期20个工作日）
基本特性
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晶体结构
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三方晶系，空间群 R3c
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晶胞参数
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a=b=12.532 Å，c=12.717 Å，Z=6
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熔点
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约1095 ℃
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莫氏硬度
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4 Mohs
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密度
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3.85 g/cm3
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热导率
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1.2 W/m/K（⊥c）；1.6 W/m/K（∥c）
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热膨胀系数
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α11=4×10-6 /K，α33= 36×10-6 /K
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透光波段
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190-3500 nm
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SHG 相位匹配范围
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409.6-3500 nm（TypeⅠ） 525-3500 nm（TypeⅡ）
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热光系数
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dno/dT=-16.6×10-6 /℃
dne/dT=-9.3×10-6 /℃
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吸收系数
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＜0.1%/cm @ 1064 nm， ＜1%/cm @ 532 nm
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接收角
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0.8 mrad·cm （θ， TypeⅠ，1064 SHG）
1.27 mrad·cm （θ， TypeⅡ，1064 SHG）
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温度带宽
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55 ℃·cm
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接收谱宽
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1.1 nm·cm
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走离角
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2.7° （TypeⅠ，1064 SHG）
3.2° （TypeⅡ，1064 SHG）
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非线性光学系数
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deff（Ⅰ）=d31sinθ+（d11cos3Ф-d22sin3Ф）cosθ
deff（Ⅱ）=（d11sin3Ф+d22cos3Ф）cos2θ
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非零非线性光学
系数
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d11=5.8×d36（KDP）=2.55 pm/V
d31=0.05×d11
d22＜0.05×d11
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Sellmeier 方程
（λ单位μm）
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no2 = 2.7359 + 0.01878 / (λ2 - 0.01822) - 0.01354 λ2
ne2 = 2.3753 + 0.01224 / (λ2 - 0.01667) - 0.01516 λ2
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电光系数
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γ22=2.7 pm/V
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半波电压
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7 KV（@ 1064 nm，3×3×20 mm3）
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电阻率
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˃1011 ohm•cm
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相对介电系数
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ɛs11/ɛo: 6.7
ɛs33/ɛo: 8.1
Tanδ＜0.001
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BBO是一种负单轴晶体，它的o光折射率（no）比e光（ne）折射率大；通过角度调谐可获得I、II类相位匹配，其SHG相位匹配如图2所示。
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，目前仍是五倍频输出213nm光的最佳选择之一。二倍频的转换效率大于70％，三倍频60％，四倍频50％，五倍频输出213 nm的功率可达200 mW。
BBO晶体也是理想的高功率Nd:YAG激光腔内倍频晶体。使用我们生产的镀增透膜BBO晶体，在声光调Q Nd:YAG激光器腔内倍频可获得平均功率超过15 W的532 nm光。以锁模Nd:YLF激光器倍频输出的600 mW光为泵浦源，端面布儒斯特角切割的BBO晶体腔外倍频可获得66 mW的263 nm光。
由于BBO晶体具有较小的接受角和较大的走离角，因此获得理想的转换效率的关键是使用较好质量的基频光（具有小的发散角，较好的模式条件等）。我们不建议对基频光光束进行聚焦。
BBO晶体也是理想的高功率Nd:YAG激光腔内倍频晶体。使用我们生产的镀增透膜BBO晶体，在声光调Q Nd:YAG激光器腔内倍频可获得平均功率超过15 W的532 nm光。以锁模Nd:YLF激光器倍频输出的600 mW光为泵浦源，端面布儒斯特角切割的BBO晶体腔外倍频可获得66 mW的263 nm光。
由于BBO晶体具有较小的接受角和较大的走离角，因此获得理想的转换效率的关键是使用较好质量的基频光（具有小的发散角，较好的模式条件等）。我们不建议对基频光光束进行聚焦。
在Nd：YAG激光器中的应用
1. 染料激光器
用I类BBO晶体可高效输出二次谐波效率＞10％，波长≥206nm的紫外光（205-310 nm），对XeCl激光泵浦的峰值功率为150 KW的染料激光器倍频，可获得36％的转换率（比ADP高大约4-6倍）。二次谐波获得的最短204.97 nm 光的转换率约为1％。
中策生产的BBO晶体广泛应用于染料激光器中。用BBO将780-950 nm和248.5 nm光（495 nm染料激光的SHG输出）进行I类和频，可获得最短188.9-197 nm的紫外光，其中激光脉冲能量分别为95 mJ @ 193 nm和8 mJ @ 189 nm。
中策生产的BBO晶体广泛应用于染料激光器中。用BBO将780-950 nm和248.5 nm光（495 nm染料激光的SHG输出）进行I类和频，可获得最短188.9-197 nm的紫外光，其中激光脉冲能量分别为95 mJ @ 193 nm和8 mJ @ 189 nm。
2. 超短脉冲激光器
在超短脉冲激光的二、三倍频应用中，BBO晶体的性能优于KDP和ADP晶体。对于此类应用，目前中策可提供的BBO晶体最小厚度为0.005 mm。在同时满足相速度和群速度匹配情况下，用一个薄BBO晶体可达到对10 fs激光脉冲的有效倍频。
3. 钛宝石激光器和翠绿宝石激光器
使用BBO晶体，翠绿宝石激光的I类二次谐波可输出波长范围360 nm-390 nm的紫外光，其中378 nm波长激光的脉冲能量为105 mJ（31％的二次谐波转换率），三次谐波可输出波长范围244-259 nm，脉冲能量7.5 mJ（24％的混频转换率）的紫外光。
对钛宝石激光的二次谐波转换效率可高于50％，且其三次和四次谐波转换效率也较高。
4. 氩离子激光器和铜蒸气激光器
在全线输出功率为2 W的氩离子激光器中采用腔内倍频技术，端面布儒斯特角切割的BBO晶体可获得波长范围在228.9-257.2 nm的36条深紫外光，最大功率33 mW @ 250.4 nm。
510.6 nm的铜蒸气激光的二次谐波平均输出功率可达230 mW @ 255.3 nm，最大能量转换率为8.9％。
在OPO和OPA中的应用
3. 钛宝石激光器和翠绿宝石激光器
使用BBO晶体，翠绿宝石激光的I类二次谐波可输出波长范围360 nm-390 nm的紫外光，其中378 nm波长激光的脉冲能量为105 mJ（31％的二次谐波转换率），三次谐波可输出波长范围244-259 nm，脉冲能量7.5 mJ（24％的混频转换率）的紫外光。
对钛宝石激光的二次谐波转换效率可高于50％，且其三次和四次谐波转换效率也较高。
4. 氩离子激光器和铜蒸气激光器
在全线输出功率为2 W的氩离子激光器中采用腔内倍频技术，端面布儒斯特角切割的BBO晶体可获得波长范围在228.9-257.2 nm的36条深紫外光，最大功率33 mW @ 250.4 nm。
510.6 nm的铜蒸气激光的二次谐波平均输出功率可达230 mW @ 255.3 nm，最大能量转换率为8.9％。
在OPO和OPA中的应用
BBO晶体在OPO和OPA中起着重要作用，可产生从紫外到近红外的一系列可调谐相干激光。图3和图4分别是I类和II类BBO晶体在OPO、OPA中的调谐角度的计算结果。
1.532 nm泵浦的OPO
采用输入能量40 mJ，脉冲宽度75 ps的532 nm泵浦光，在一个7.2 mm长的I类BBO晶体可获得波长范围680-2400 nm的OPO输出，峰值功率1.6 MW，能量转换率可达30％。BBO晶体越长，能量转换率越高。
2.355 nm泵浦的OPO和OPA
以355nm激光做泵浦源，使用我们BBO晶体的OPO系统输出的可调谐波长范围在400-3100 nm，并且波长430-2000 nm范围的能量转换率在18％-30％之间。
II类BBO可用来减小线宽，用BBO可获得0.05 nm的线宽和12％的可用转换率。在II类相位匹配中，通常会用较长的BBO晶体（＞15 mm）来降低振荡阈值。
采用355 nm的皮秒Nd:YAG激光进行泵浦，以BBO晶体作OPA获得的脉冲具有窄带（＜0.3 nm），能量高（＞200 μJ）和可调谐性宽（400-2000 nm）的特点。这种OPA可获得高于50％的最大能量转换率，因此诸多方面的性能相比普通的染料激光更优越，如转换率高，可调谐范围宽，易维护，设计简单，操作简便等。BBO-OPO或BBO-OPA再加上BBO的二次谐波的系统，可实现205 nm-3500 nm范围内的调谐。
II类BBO可用来减小线宽，用BBO可获得0.05 nm的线宽和12％的可用转换率。在II类相位匹配中，通常会用较长的BBO晶体（＞15 mm）来降低振荡阈值。
采用355 nm的皮秒Nd:YAG激光进行泵浦，以BBO晶体作OPA获得的脉冲具有窄带（＜0.3 nm），能量高（＞200 μJ）和可调谐性宽（400-2000 nm）的特点。这种OPA可获得高于50％的最大能量转换率，因此诸多方面的性能相比普通的染料激光更优越，如转换率高，可调谐范围宽，易维护，设计简单，操作简便等。BBO-OPO或BBO-OPA再加上BBO的二次谐波的系统，可实现205 nm-3500 nm范围内的调谐。
3.其他应用
以308 nm XeCl准分子激光为OPO的泵光，对I类BBO晶体进行角度调谐，可获得波长范围在422-477 nm的信号光。将Nd:YAG激光四次谐波产生的266 nm波长作为泵浦光，据报道观察到了BBO-OPO完整的从330 nm 到1370 nm的波长输出。
采用波长615 nm，能量1 mJ，脉冲宽度80 fs的染料激光泵浦，在两块BBO晶体的OPA中可获得波长为800-2000 nm，能量大于50 μJ（最大130 μJ） ，脉冲宽度小于200 fs的超短波脉冲。
BBO晶体的电光应用
以308 nm XeCl准分子激光为OPO的泵光，对I类BBO晶体进行角度调谐，可获得波长范围在422-477 nm的信号光。将Nd:YAG激光四次谐波产生的266 nm波长作为泵浦光，据报道观察到了BBO-OPO完整的从330 nm 到1370 nm的波长输出。
采用波长615 nm，能量1 mJ，脉冲宽度80 fs的染料激光泵浦，在两块BBO晶体的OPA中可获得波长为800-2000 nm，能量大于50 μJ（最大130 μJ） ，脉冲宽度小于200 fs的超短波脉冲。
BBO晶体的电光应用
BBO晶体也可用于电光应用中，具有从紫外到3500 nm的宽透射范围。此外，BBO晶体与DKDP和LiNbO3晶体相比具有更高的损伤阈值。采用我们的电光BBO晶体以及增益介质Nd:YVO4晶体，可获得超过100 W的输出功率和1000 kHz的重复频率。在5 kHz重复频率下，其脉冲宽度可短至6.4 ns，达到5.7 mJ的能量或900 kW的峰值功率。相比声光Q开关，BBO晶体的电光应用有诸多优势，包括脉冲短、光束质量高、结构紧凑等。尽管其具有相对较小的电光系数以及高的半波电压（例如尺寸为3×3×20 mm3的BBO晶体，半波电压高达7 kV @ 1064 nm），通过增加BBO晶体长度和减少电极方向厚度可降低BBO电光器件的工作电压。
目前，我们可提供25 mm长和电极方向厚度1 mm的高光学质量的Z切BBO晶体，并可根据需求镀制增透膜和侧面镀金/铬。
目前，我们可提供25 mm长和电极方向厚度1 mm的高光学质量的Z切BBO晶体，并可根据需求镀制增透膜和侧面镀金/铬。
我们可提供镀制如下膜系
- 根据客户应用需求选择IBS或IAD镀膜技术
- 应用于BBO晶体1064 nm二倍频、三倍频和四倍频的双波长、三波长低反射率增透膜
- 应用于二次倍频调谐激光器的BBO的宽带增透膜（BBAR）
- 宽波段保护膜，用于BBO晶体的OPO
- 高抗激光损伤阈值
- 使用寿命长
- 可提供膜系定制服务
BBO晶体规格指标
| 尺寸公差 |
（W±0.1 mm）×（H±0.1 mm）×（L+0.5/-0.1 mm） （L≥2.5 mm）
（W±0.1 mm）×（H±0.1 mm）×（L+0.1/-0.1 mm） （L＜2.5 mm）
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| 有效通光孔径 | 90% 中心区域 |
| 内部质量 | 50 mW 绿光检测无可见散射路径或中心 |
| 光洁度 | 10/5 参考MIL-PRF-13830B标准 |
| 平面度 | ≤λ/8 @ 633 nm |
| 透射波前畸变 | ≤λ/8 @ 633 nm |
| 平行度 | 20″ |
| 垂直度 | 15′ |
| 角度公差 | ≦0.25° |
| 倒角 | ≦0.2 mm×45° |
| 崩边 | ≦0.1 mm |
| 损伤阈值 |
＞1.5 GW/cm2 @ 1064 nm，10 ns，10 Hz （抛光片）
＞1 GW/cm2 @ 1064 nm，10 ns，10 Hz （增透膜）
＞0.3 GW/cm2 @ 532 nm，10 ns，10 Hz （增透膜）
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| 品质保证期 | 一年（正常使用） |
备注：
- BBO晶体具有易潮解性，建议用户在干燥的环境中使用和保存
- BBO晶体硬度低，操作时请注意保护，勿损伤晶体抛光面
- BBO晶体的接收角小，因此调节角度时需要较为细致的操作
- 可按客户需求定制BBO晶体，根据提供的激光器主要性能参数，如脉冲激光器的脉冲能量、脉冲宽度、重复频率，连续激光器的功率，以及光束直径、模式条件、发散角、可调谐波长范围等条件来推荐适合的晶体规格
- 对于薄片晶体，可免费装配支架
