§        工程师根据具体应用需求推荐相应的BBO晶体，并根据具体情况计算相关参数

§        高精度的BBO晶体(镀制对应增透膜AR coating或者P-coating)；

§        BBO晶体超薄片(镀制对应增透膜AR coating或保护膜P-coating)；

§        根据具体情况给BBO晶体安装合适的支架；

§        用于电光开关(e/o)的镀金BBO晶体；

描述：

宇晶光电通过光学设计提高了BBO晶体的倍频转换效率等情况,得到了ns脉宽的1064nm输入光到fs脉宽的FHG倍频脉冲的输出,利用耦合波方程为模拟理论平台，计算了作用BBO晶体倍频效率的主要参数,而且根据相位匹配的计算结果,对所有能够应用的NLO晶体测算,测算包括晶体相位匹配角和相关波长的非线性系数、晶体中光路的离散角等等,基于使用的输入光参数,计算了BBO晶体的切割尺寸角度等;采用BBO晶体倍频,产生了脉冲宽度620ps、能量0到300m J可变动的532nm皮秒输出光,而且产生了倍频光能量分布为高斯形态的光束;同时FHG倍频仍然使用10×10×7mm3的一类BBO晶体，相位匹配切割角度为theta=47.7°,phi=0°,最终得到了52%的266nm倍频光,产生的266nm倍频光脉冲宽度是300ps,并且得到了较高的峰值功率。影响倍频转换效率提高的重要因素为BBO晶体对266nm光的端面反射以及能量吸收。

 

BBO晶体的优势：

• 可实现相位匹配的波长范围大(410nm—3500nm);

• 透光范围大(190nm—3500nm);

• 非线性系数大(约相当于KDP晶体的6倍);

• 能应用于高能量的激光(100ps脉宽的1064nm  10GW/cm2);

• 光学质量好(dn10-6);

• 能适应的温度范围大;

• 不易碎.

 

BBO晶体的重要应用： 
 

• 1064nm以及1550nm附近激光器的二、三、四、五倍频;800nm附近的二、三倍频.532nm附近的二倍频；410nm附近的二倍频 
   
• OPO属于标准的非线性技术之一。因为操作和设置简单便能够得到高转换效率、高能量、比较宽的频率和能量的增强。所以在很多地方得到了利用,比较典型的有图像信息领域的OPO。BBO晶体对于大范围广区域高频率的激光OPO成像, 包括BBO晶体的厚度、泵浦光强度及其空间分布等方面的因素。讨论分析了光参量放大的成像特性,包括其增益特性、空间频率带宽特性等等。通过研究了解BBO晶体在400nm到700nm以及700nm到3500nm的OPO中表现出了更优良的放大增益与波长范围宽等优点;厚度小的BBO晶体不太适合用于高转换效率的OPO系统，厚一点的BBO晶体才能够得到较宽区域频率范围和波长范围;对于优良的BBO晶体，能量高的基频光强比较合适高的倍频增益、频率高的范围波长的激光参量放大;能量分布合适的基频输入光对使用BBO晶体成像后的分辨率有好处。
   
• BBO晶体对于能量的区域分布会对倍频光以及放大光的输出有影响,输入光的能量均匀度好是倍频光以及OPO输出光的光束质量优良的重要条件。使用光路追线方法对BBO晶体倍频后产生的能量分布进行研究,为得到较高质量的倍频光束以及OPO光束奠定了方向。从使用BBO晶体激光倍频的光学理论上看,由于BBO倍频晶体的相位匹配,再根据光路追线法,得到了532nm的能量区域的理论数据, 因此计算了激光在通过BBO倍频晶体后的532nm能量区域,最终获得并推导出一定范围内的紫外倍频光能量分布情况,再根据266nm紫外倍频情况,借鉴BBO晶体的理论角度相位失配计算出大部分波长的倍频光转换效率。

 

 

BBO晶体的物理特性:

透光范围	190-3500nm
二次谐波可匹配范围	409.6-3500nm(Type I)
	525-3500nm(Type II)
热透镜系数(/℃)	dno/dT=-9.3x 10-6/℃
	dne/dT=-16.6x 10-6/℃
吸收系数	<0.1%/cm @ 1064nm
	<1%/cm @ 532nm
接受角	0.8mrad-cm(θ, Type I,1064 SHG)
	1.27mrad-cm (θ, Type II,1064 SHG)
工作温度	55℃-cm
光谱范围	1.1nm-cm
走离角	2.7° (Type I 1064 SHG)
	3.2° (Type II 1064 SHG)
非线性系数	deff (I)=d31sinθ+(d11cosΦ-22sin3Φ)cosθ
	deff (II)=(d11sin3Φ+d22cos3Φ)cos2θ
非零非线性磁化系数	d11=5.8xd36(KDP)
	d31=0.05xd11
	d22<0.05xd11
塞耳迈耶尔方程(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
电光系数	r11=2.7pm/V, r22, r 31<0.1γ11
半波电压	48Kv (at 1064nm)
电阻率	>1011 ohm-cm
相关介电常数	εs11/so:6.7
	εs33/εo:8.1
	Tan δ<0.001

 

 

BBO晶体的规格：

尺寸公差	(W±0.1mm) x ( H±0.1mm) x (L+0.2mm/-0.1mm)
角度公差	Δθ< 0.25°, Δφ< 0.25°
平面度	λ/10 @ 633nm
波前畸变	< λ/8 @ 633nm
表面光洁度	10/5 scratch/dig
平行度	< 20 arc seconds
垂直度	< 5 arc minutes
通光孔径	≥中心直径95%
倒边	x 45°±5°chamfer
镀膜	R < 0.2% @ 1064nm, R < 0.5% @ 532nm
损伤阈值(AR镀膜)	>1.5GW/cm2 for 1550nm,TEM00,10ns,10HZ
	>0.8 GW/cm for 800nm,TEM00,10ns,10HZ

 

镀膜曲线示例（也可按不同波长需求设计定制其他曲线）：

 

 

注：按照不同情况设计BBO晶体参数，根据不同波长设计BBO晶体的镀膜工艺。