Casa > Produtos > Cristal Não Linear > Cristais não lineares BBO, que é um cristal NLO eficiente, amplamente utilizado em lasers sintonizáveis

Cristal não linear do BBO

O BBO (borato de beta-bário ou β-BaB2O4) é um dos cristais ópticos não lineares mais versáteis graças às suas características únicas, p. ampla transmissão e faixas de correspondência de fase, grande coeficiente não linear, limiar de dano alto e excelente homogeneidade óptica.

O cristal BBO possui um coeficiente de geração de segundo harmônico (SHG) grande e efetivo cerca de 6 vezes maior que o do cristal KDP, bem como excelente cristal eletro-óptico aplicado na aplicação do sistema laser de alta potência.

Os cristais BBO são um cristal NLO eficiente amplamente usado em lasers sintonizáveis: lasers de corante, lasers de pulso ultra rápido, lasers de ti: safira e alexandrita, lasers de argônio e de cobre-vapor. BBOs OPO e OPA são ferramentas poderosas para gerar uma radiação coerente amplamente sintonizável do UV ao IR.

Existe outra forma de BBO com a estrutura cristalina diferente, que é chamada de alpha-BBO, conhecida como a-BBO. Alpha-BBO é um bom cristal birrefringente UV e é amplamente utilizado atualmente em prisma de polarização UV. Os cristais de BBO são também amplamente utilizados como material eletro-óptico em várias células e moduladores de Pockels. Honra Optics é o profissional que compra o fabricante de cristal nonlinear do BBO do grande tamanho, compra o cristal nonlinear de baixo custo de BBO no preço de fábrica.

A Honor Optics fabrica cristais BBO tipo I e Tipo II padrão para aplicações SHG /THG /4HG /5HG, nosso comprimento de cristal BBO de 0,005 mm a 25 mm e tamanho até 15x15x15 mm, com revestimentos P ou revestimentos AR. Nós poderíamos oferecer cristal BBO fino com espessura de 0,005 mm. Também oferecemos serviços de polimento e retrabalho.

Características típicas do cristal BBO:

Faixa de correspondência de fase 1.Broad de 409.6 nm a 3500 nm
Transmissão 2.Extensive ótica de 190 nanômetro a 3500 nanômetro
3.Grande coeficiente de geração de segundo harmônico (SHG)
Limiar de dano alto de 10 GW /cm2 para 100 ps de largura de pulso a 1064 nm
Largura de banda da temperatura 5.Wide de aproximadamente 55 ℃
Propriedades 6.Excellent mecânicas e físicas

O BBO é um eficiente cristal não linear para as segundas (SHG), terceira (THG) e quarta (4HG) gerações harmônicas de lasers Nd: YAG; e é o único cristal que pode ser usado para a quinta geração harmônica (5HG) a 213nm. Eficiências de conversão de mais de 70% para SHG, 60% para THG e 50% para 4HG, e saída de 200 mW a 213nm (5HG) foram obtidas, respectivamente. Devido à alta eficiência do BBOS, sem higroscópico após o revestimento e com grande tamanho disponível, ele substitui o KDP na maioria da duplicação de freqüência dos lasers Nd: YAG.

O cristal não-linear BBO customizado também é um cristal eficiente para o SHG intracavidade de lasers Nd: YAG de alta potência. Para o SHG intracavidade de um laser Nd: YAG Q-comutado acústico-óptico, foi gerada uma potência média superior a 15W a 532 nm a partir do nosso cristal BBO com revestimento AR. Quando é bombeado pela saída SHG de 600mW de um laser Nd: YLF bloqueado pelo modo, a saída de 66mW a 263nm foi produzida a partir de um BBO de corte angular da Brewster em uma cavidade ressonante reforçada externa.
Devido a um pequeno ângulo de aceitação e um grande avanço, a boa qualidade do feixe de laser é a chave para que a BBO obtenha alta eficiência de conversão. Dê as boas-vindas a todos ao cristal não linear de BBO por atacado.

Aba. 1 Propriedades Estruturais e Físicas

Crystal Structure trigonal, space group R3c
Cell Parameters a = b = 12.532Ä, c = 12.717Ä, Z = 6
Melting Point 1095 +/-5°C
Transition Temperature 925 +/-5°C
Optical Homogeneity Dn ≈10-6/cm
Hardness 4.5 Mohs
Density 3.85 g/cm3
Absorption Coefficient < 0.1%/cm (at 1064 nm)
Hygroscopic Susceptibility low
Resistivity > 1011 ohm-cm
Relative Dielectric Constant eT11/e0: 6.7, eT33/e0: 8.1
Tan d, < 0.001
Thermal Expansion Coefficients(in the range of 25°C- 900°C) a, 4 x 10-6/K
c, 36 x 10-6/K
Thermal Conductivity ^c, 1.2 W/m/K; ||c, 1.6 W/m/K

Honors BBO é amplamente utilizado nos lasers Dye. Com frequência de soma do tipo I de 780-950nm e 248.5nm (saída SHG de 495nm dye laser) no BBO, as menores UV de 188.9nm a 197nm e a energia de pulso de 95mJ a 193nm e 8mJ a 189nm foram obtidas respectivamente.

A duplicação de frequência e a triplicação de lasers de pulsos ultracurtos são as aplicações nas quais o BBO apresenta propriedades superiores aos cristais KDP e ADP. Nós podemos fornecer tão fino quanto 0,005 mm BBO para este fim. Um pulso de laser curto de 10 pés pode ser eficientemente duplicado em frequência com um BBO fino, tanto em termos de velocidade de fase quanto de correspondência de velocidade de grupo.

A emissão de UV na região de 360 ​​nm - 390 nm com energia de pulso de 105 mJ (31% de eficiência SHG) a 378 nm e saída na região 244nm - 259nm com 7,5mJ (24% de eficiência de mistura) foi obtida para SHG tipo I e THG de um laser de Alexandrita em cristal não linear BBO. Mais de 50% da eficiência de conversão SHG em um laser Ti: Sapphire foi obtida. Altas eficiências de conversão também foram obtidas para os lasers THG e 4HG de Ti: Sapphire.

Empregando a técnica de duplicação de freqüência intracavitária em um laser de íon argônio com todas as linhas de potência de saída de 2W, máximo 33mW em 250.4nm e trinta e seis linhas de comprimentos de onda UV profundos variando de 228.9nm a 257.2nm foram geradas em um BBO de corte B cristal. Até 230 mW de potência média no UV a 255,3 nm com um máximo de 8,9% de eficiência de conversão foi alcançada para o SHG de um laser de vapor de cobre a 510,6 nm.

Aba. 2 Propriedades Químicas

Phase-matchable SHG range 189-1750nm
NLO coefficients d11 = 5.8 x d36(KDP)
d11 = 0.05 x d11, d22< 0.05 x d11
Electro-Optic Coefficients g11 = 2.7 pm/V, g22, g31< 0.1 g11
Half-Wave Voltage 48 KV (at 1064 nm)
Damage Threshold
at 1.064 mm
at 0.532 mm
5 GW/cm2 (10 ns);
10 GW/cm2 (1.3 ns)1 GW/cm2 (10 ns);
7 GW/cm2 (250 ps)
Transparency Range 189 - 3500 nm
Refractive Indices
at 1.0642 mm
at 0.5321 mm
at 0.2660 mm
ne = 1.5425, no = 1.6551
ne = 1.5555, no = 1.6749
ne = 1.6146, no = 1.7571
Therm-Optic Coefficients dno/dT = - 9.3 x 10-6/°C
dne/dT = -16.6 x 10-6/°C
Sellmeier Equations: no2(l) = 2.7359+0.01878/(l2-0.01822)-0.01354 l 2
ne2(l) = 2.3753+0.01224/(l2-0.01667)-0.01516 l 2

O OPO e o OPA do BBO são ferramentas poderosas para gerar uma radiação coerente amplamente sintonizável do UV ao IR. Os ângulos de afinação do tipo I e do tipo II BBO OPO e OPA foram calculados, com os resultados apresentados nas figuras abaixo.

opo tuning curves of bbo

Uma saída OPO variando de 680nm a 2400nm com a potência de pico de 1.6MW e até 30% de eficiência de conversão de energia foi obtida em um BBO de tipo I de 7.2mm de comprimento. A energia da bomba de entrada foi de 40mJ a 532nm com largura de pulso de 75ps. Com um cristal mais longo, espera-se maior eficiência de conversão.

No caso do bombeamento Nd: YAG, os OPOs BBOs podem gerar mais de 100mJ, com comprimento de onda ajustável de 400nm a 2000nm. Pelo cristal não linear BBO da Honor, o sistema OPO cobre uma faixa de sintonia de 400nm a 3100nm que garante um máximo de 30% e mais de 18% de eficiência de conversão, na faixa de comprimento de onda de 430nm a 2000nm.

O BBO Tipo II pode ser usado para diminuir a largura da linha próximo aos pontos degenerados. Uma largura de linha tão estreita quanto 0,05 nm e eficiência de conversão utilizável de 12% foram obtidas. No entanto, uma BBO mais longa (> 15 mm) deve normalmente ser usada para diminuir o limiar de oscilação quando se emprega o esquema de correspondência de fase tipo II.

Bombeamento com um picdis Ng: YAG a 355 nm, um pulso de banda estreita (< 0,3nm), alta energia (> 200μJ) e sintonizável de largura (400nm a 2000nm) foi produzido por OPAs da BBO. Este OPA pode chegar a mais de 50% de eficiência de conversão e, portanto, é superior aos lasers comuns de corante em muitos aspectos, incluindo eficiência, faixa ajustável, manutenção e facilidade de projeto e operação. Além disso, a radiação coerente de 205 nm a 3500 nm também pode ser gerada por BBOs OPO ou OPA mais um BBO para SHG.

Uma OPO sintonizável com comprimentos de onda de sinal entre 422 nm e 477 nm foi gerada por afinação angular em um cristal BBO tipo I bombeado com um laser excimer XeCl a 308 nm. E um OPO BBO bombeado pelo quarto harmônico de um laser Nd: YAG (a 266nm) foi observado para cobrir toda a gama de comprimentos de onda de saída de 330nm - 1370nm.
Quando bombeado por um laser Dye de 1mJ, 80f a 615nm, o OPA com dois cristais BBO rende mais de 50μJ (máximo 130μJ), < Pulso ultra-rápido de 200 fs, acima de 800nm ​​- 2000nm.

O cristal não linear BBO personalizado também pode ser usado para aplicações E-O. Tem uma ampla faixa de transmissão de UV a cerca de 3500nm. E tem um limiar de dano muito maior do que KD * P ou LiNbO3. Mais de 80W de potência de saída e taxa de repetição de 50KHz foram alcançados usando cristais Honors E-O BBO e cristais Nd: YVO4 como meios de ganho. A 5KHz, seu pulso tem uma largura tão curta quanto 6.4ns e energia de 5.7 mJ ou potência de pico de 900KW. Tem vantagens sobre o comercial A-O Q-comutada, incluindo um pulso muito curto, alta qualidade de feixe e tamanho compacto também. Embora tenha um coeficiente eletroptico relativamente pequeno e sua voltagem de meia onda seja alta (7KV a 1064nm, 3x3x20mm3), o BBO longo e fino pode reduzir os requisitos de voltagem. A Honor Optics agora pode fornecer 25 mm de comprimento e 1 mm de alta qualidade fina de cristal BBO com Z-cut, AR-coated e Gold /Chrome nas faces laterais.

A Honor Optics fornece os seguintes revestimentos da BBO

Revestimento AR Dual Band (DBAR) de BBO para SHG de 1064nm; baixa reflectância (R < 0,2% a 1064nm e R < 0,5% a 532nm); limiar de dano alto (> 300MW /cm2 em ambos os comprimentos de onda); Longa durabilidade.
Revestimento de banda larga AR (BBAR) de BBO para SHG de lasers sintonizáveis.
Revestimento P de banda larga de BBO para aplicações OPO.
Outros revestimentos estão disponíveis mediante solicitação.

Especificações padrão do cristal BBO:

Tolerância de dimensão ---------------- (W ± 0.05mm) x (H ± 0.05mm) x (L +/- 0.1mm)
Tolerância de ângulo ---------------------- △ θ < 0,25 °, Φ < 0,25
Limpar abertura ----------------------- central 95% do diâmetro
Superfície nivelada -------------------- < λ /10 a 633nm
Distorção Wavefront --------------- < λ /10 @ 633nm
[email protected]°
Qualidade da Superfície (S /D) --------------- 10/5
Paralelismo ---------------------------- < 10 segundos de arco
Perpendicularidade --------------------- < 5 minutos de arco
Revestimentos: Revestimento de proteção (P) e antirreflexo (AR) disponível mediante solicitações do cliente
Limite de dano ------------------ > 1 GW /cm2 para 1064nm, TEM00, 10ns, 10HZ (apenas polido)
> 0,5 GW /cm2 para 1064 nm, TEM00, 10 ns, 10 HZ (revestido com AR)
> 0,3 GW /cm2 para 532 nm, T EM00, 10 ns, 10 HZ (revestimento de AR)

Nós podemos personalizar ângulo de cristal e tamanho, exceto para a especificação padrão de acordo com seu pedido. Está disponível para polir e revestir os cristais BBO que você nos fornece. Bem-vindo a todos ao atacado cristal não linear BBO

Aplicações padrão do cristal BBO:

Geradores de segundo, terceiro, quarto e quinto harmônicos de lasers Nd: YAG e Nd: YLF
Duplicação e divisão de freqüência de Dye Lasers
Segunda, terceira e quarta geração harmônica dos lasers Ti: Sapphire e Alexandrite
Amplificador paramétrico óptico (OPA) e osciladores paramétricos ópticos (OPO)
Duplicação de freqüência de lasers de íons argônio, vapor de Cu e Ruby.

A Honor Optics oferece cristais BBO padrão dentro de 4 a 5 semanas.

1. Gerações harmônicas dos lasers Nd: YAG:
1064nm SHG - > 532nm: 4x4x7mm Tipo I, θ = 22,8 °, φ = 0 °;
1064nm THG - > 355 nm: 4x4x7 mm Tipo I, θ = 31,3 °, φ = 0 °; Tipo II q = 38,6 °, φ = 30 °
1064 nm 4HG - > 266 nm: 4x4x7 mm Tipo I, θ = 47,6 °, φ = 0 °;
1064 nm 5HG - > 213nm: 4x4x7mm Tipo I, θ = 51,1 °, φ = 0 °;

2. OPO e OPA bombeados por harmônicos de lasers Nd: YAG
Bomba 532nm - > 680-2600nm: 8x6x12mm Tipo I, θ = 21 °, φ = 0 °;
Bomba de 355 nm - > 410-2600nm: 8x6x12mm Tipo I, θ = 30 °, φ = 0 °; Tipo II, q = 37 °, φ = 30 °;
Bomba 266nm - > 295-2600nm: 8x6x12mm Tipo I, θ = 39 °, φ = 0 °;

3. Duplicação de freqüência de lasers de corante
670-530nm SHG - > 335-260nm: 8x4x7mm Tipo I, θ = 40 °, φ = 0 °;
600-440nm SHG - > 300-220nm: 8x4x7mm Tipo I, θ = 55 °, φ = 0 °;
444-410 nm SHG - > 222-205 nm: 8x4x7 mm Tipo I, θ = 80 °, φ = 0 °;

4. Gerações harmônicas dos lasers Ti: Sapphire
700-1000nm SHG - > 350-500nm: 5x5x0,2mm Tipo I, θ = 28 °, φ = 0 °;
700-1000 nm THG - > 240-330 nm: 5x5x0,2 mm Tipo I, θ = 42 °, φ = 0 °;
700-1000nm FHG - > 210-240nm: 5x5x0,2mm Tipo I, θ = 66 °, φ = 0 °;

5. Frequência de duplicação e triplicação de lasers de alexandrite
720-800nm ​​SHG - > 360-400nm: 6x4x7mm Tipo I, θ = 31 °, φ = 0 °;
720-800nm ​​THG - > 240-265nm: 6x4x7mm Tipo I, θ = 48 °, φ = 0 °;

6. Intracavity SHG de Ar + laser com cristal BBO de corte angular Brewster
514nm SHG - > 257nm: 4x4x7mm Tipo I, θ = 51 °, φ = 0 °, corte B;
488nm SHG - > 244nm: 4x4x7mm Tipo I, θ = 55 °, φ = 0 °, corte B;

A Honra Optics fornece e fabrica cristais, tamanhos e revestimentos BBO de alta qualidade mediante solicitação. Honra Optics é o profissional que compra o fabricante de cristal nonlinear do BBO do grande tamanho, compra o cristal nonlinear de baixo custo de BBO no preço de fábrica.

Por favor note-se:

BBO tem uma baixa suscetibilidade à umidade. Os usuários são aconselhados a fornecer condições secas para a aplicação e preservação do BBO.
O BBO é relativamente macio e, portanto, requer precauções para proteger suas superfícies polidas.
Quando o ajuste do ângulo é necessário, tenha em mente que o ângulo de aceitação do BBO é pequeno.