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BBO Nichtlinearer Kristall

BBO (Beta-Bariumborat oder β-BaB 2 O 4) ist aufgrund seiner einzigartigen Merkmale, z. breite Transmissions- und Phasenanpassungsbereiche, großer nichtlinearer Koeffizient, hohe Schadensschwelle und hervorragende optische Homogenität.

Der BBO-Kristall hat einen großen effektiven zweiten Harmonischen-Erzeugungskoeffizienten (SHG-Koeffizient), der etwa 6-mal größer als der eines KDP-Kristalls ist, sowie hervorragende elektrooptische Kristalle, die bei der Anwendung eines Hochleistungslasersystems angewendet werden.

BBO-Kristalle Ein effizienter NLO-Kristall, der in abstimmbaren Lasern weit verbreitet ist: Farbstofflaser, Ultrakurzpulslaser, Ti: Sapphire- und Alexandritlaser, Argonionen- und Kupfer-Dampf-Laser. BBOs OPO und OPA sind leistungsstarke Werkzeuge zur Erzeugung einer breit abstimmbaren kohärenten Strahlung von UV zu IR.

Es gibt eine andere Form von BBO mit der unterschiedlichen Kristallstruktur, die als alpha-BBO bezeichnet wird und als a-BBO bekannt ist. Alpha-BBO ist ein guter doppelbrechender UV-Kristall und wird heutzutage häufig in UV-polarisierenden Prismen verwendet. BBO-Kristalle werden auch als elektrooptisches Material in verschiedenen Pockels-Zellen und -Modulatoren eingesetzt. Honor Optics ist der professionelle Kauf großer nichtlinearer BBO-Kristallhersteller, preisgünstiger nichtlinearer BBO-Kristall zu Fabrikpreisen.

Honor Optics stellt standardmäßige BBO-Kristalle vom Typ I und II für SHG /THG /4HG /5HG-Anwendungen her, unsere BBO-Kristalllängen von 0,005 mm bis 25 mm und eine Größe von bis zu 15 x 15 x 15 mm mit P-Beschichtungen oder AR-Beschichtungen. Wir könnten einen dünnen BBO-Kristall mit einer Dicke von 0,005 mm anbieten. Wir bieten auch Polier- und Nacharbeitsservices an.

Typische Merkmale des BBO-Kristalls:

1.Broad Phasenanpassungsbereich von 409,6 nm bis 3500 nm
2. Umfangreiche optische Übertragung von 190 nm bis 3500 nm
3. großer effektiver Second-Harmonic-Generation-Koeffizient (SHG)
4. Hohe Schadensschwelle von 10 GW /cm2 für 100 ps Pulsbreite bei 1064 nm
5. Breite Temperatur-Bandbreite von ca. 55
6. Ausgezeichnete mechanische und physikalische Eigenschaften

BBO ist ein effizienter nichtlinearer Kristall für die zweite (SHG), dritte (THG) und vierte (4HG) harmonische Generation von Nd: YAG-Lasern. und ist der einzige Kristall, der für die fünfte (5HG) Harmonische bei 213nm verwendet werden kann. Konversionseffizienzen von mehr als 70% für SHG, 60% für THG und 50% für 4HG und eine Leistung von 200 mW bei 213nm (5HG) wurden erzielt. Aufgrund des hohen Wirkungsgrades von BBOS, der nach dem Beschichten nicht hygroskopisch ist, und aufgrund der großen Größe ist KDP bei den meisten Frequenzverdopplungen von Nd: YAG-Lasern nicht erforderlich.

Der nichtlineare benutzerdefinierte BBO-Kristall ist auch ein effizienter Kristall für die Intracavity-SHG von Hochleistungs-Nd: YAG-Lasern. Für die Intracavity-SHG eines akustooptischen, gütegeschalteten Nd: YAG-Lasers wurde aus unserem AR-beschichteten BBO-Kristall eine durchschnittliche Leistung von 5 W bei 532 nm erzeugt. Wenn er durch die 600-mW-SHG-Ausgabe eines modenverriegelten Nd: YLF-Lasers gepumpt wird, wurde eine 66 mW-Ausgangsleistung bei 263 nm aus einem Brewster-Winkelschnitt-BBO in einem externen Resonanzhohlraum erzeugt.
Aufgrund des kleinen Akzeptanzwinkels und des großen Walk-Offs ist für BBO eine gute Laserstrahlqualität der Schlüssel zum Erreichen einer hohen Umwandlungseffizienz. Begrüßen Sie alle zum Großhandel von nichtlinearem BBO-Kristall.

Tab.1 Strukturelle und physikalische Eigenschaften

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

Ehrungen BBO wird häufig in den Dye-Lasern eingesetzt. Mit einer Summenfrequenz des Typs I von 780 bis 950 nm und 248,5 nm (SHG-Leistung eines 495-nm-Farbstofflasers) in BBO wurden die kürzesten UV-Leistungen im Bereich von 188,9 nm bis 197 nm und eine Pulsenergie von 95 mJ bei 193 nm und 8 mJ bei 189 nm erhalten beziehungsweise.

Frequenzverdopplung und eine Verdreifachung der Ultrakurzpulslaser sind die Anwendungen, bei denen BBO überlegene Eigenschaften gegenüber KDP- und ADP-Kristallen aufweist. Wir können für diesen Zweck bis zu 0,005 mm BBO dünn liefern. Mit einem dünnen BBO kann ein kurzer Laserimpuls von 10fs sowohl in Bezug auf die Phasengeschwindigkeit als auch auf die Gruppengeschwindigkeit effizient frequenzverdoppelt werden.

Eine UV-Leistung im Bereich von 360 nm bis 390 nm mit einer Pulsenergie von 105 mJ (31% SHG-Effizienz) bei 378 nm und eine Leistung im Bereich von 244 bis 259 nm mit 7,5 mJ (24% Mischeffizienz) wurden für Typ I SHG und erhalten THG eines Alexandrit-Lasers in nichtlinearem BBO-Kristall. Die SHG-Umwandlungseffizienz in einem Ti: Saphir-Laser wurde zu mehr als 50% erreicht. Hohe Umwandlungseffizienzen wurden auch für THG und 4HG von Ti: Sapphire-Lasern erzielt.

Durch Verwendung der Frequenzverdopplungstechnik innerhalb eines Hohlraums in einem Argon-Ionen-Laser mit einer Ausgangsleistung von 2 W, allen Linien, einer maximalen Leistung von 33 mW bei 250,4 nm und sechsunddreißig Linien tiefer UV-Wellenlängen im Bereich von 228,9 nm bis 257,2 nm wurden in einem BBO mit B-Schnitt erzeugt Kristall. Bei SHG eines Kupfer-Dampf-Lasers bei 510,6 nm wurde eine mittlere Leistung von bis zu 230 mW im UV bei 255,3 nm mit einem maximalen Wirkungsgrad von 8,9% erreicht.

Tab. 2 Chemische Eigenschaften

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

Das OPO und das OPA von BBO sind leistungsstarke Werkzeuge zur Erzeugung einer breit abstimmbaren kohärenten Strahlung von UV bis IR. Die Abstimmwinkel von BBO OPO und OPA vom Typ I und II wurden berechnet, wobei die Ergebnisse in den folgenden Abbildungen dargestellt sind.

opo tuning curves of bbo

Ein OPO-Ausgang im Bereich von 680 nm bis 2400 nm mit einer Spitzenleistung von 1,6 MW und einem Energieumwandlungswirkungsgrad von bis zu 30% wurde in einem 7,0 mm langen Typ I-BBO erhalten. Die Energie der Eingangspumpe betrug 40 mJ bei 532 nm mit einer Pulsbreite von 75 ps. Bei einem längeren Kristall wird eine höhere Umwandlungseffizienz erwartet.

Im Falle des Nd: YAG-Pumpens können BBOs-OPOs mehr als 100 mJ erzeugen, wobei die Wellenlänge von 400 nm bis 2000 nm einstellbar ist. Mit dem nichtlinearen BBO-Kristall von Honor deckt das OPO-System einen Abstimmbereich von 400 nm bis 3100 nm ab, der ein Maximum von 30% und mehr als 18% Umwandlungseffizienz im Wellenlängenbereich von 430 nm bis 2000 nm garantiert.

Typ II BBO kann verwendet werden, um die Linienbreite in der Nähe der entarteten Punkte zu verringern. Es wurden eine Linienbreite von bis zu 0,05 nm und eine nutzbare Umwandlungseffizienz von 12% erhalten. Normalerweise sollte jedoch eine längere BBO (> 15 mm) verwendet werden, um die Schwingungsschwelle zu verringern, wenn das Phasenanpassungsschema vom Typ II verwendet wird.

Das Pumpen mit einem Pikosekunden-Nd: YAG bei 355 nm, ein schmalbandiger (< 0,3 nm), hochenergetischer (> 200 &mgr; J) und breit abstimmbarer (400 bis 2000 nm) Impuls wurde von BBOs OPAs erzeugt. Dieser OPA kann bis zu mehr als 50% Umwandlungseffizienz erreichen und ist daher herkömmlichen Dye-Lasern in vielerlei Hinsicht überlegen, einschließlich der Effizienz, des einstellbaren Bereichs, der Wartung und der Einfachheit in Konstruktion und Betrieb. Des Weiteren kann kohärente Strahlung von 205 nm bis 3500 nm auch von den BBOs OPO oder OPA plus einer BBO für SHG erzeugt werden.

Ein abstimmbarer OPO mit Signalwellenlängen zwischen 422 nm und 477 nm wurde durch Winkeleinstellung in einem Typ I-BBO-Kristall erzeugt, der mit einem XeCl-Excimerlaser bei 308 nm gepumpt wurde. Es wurde beobachtet, dass ein durch die vierte Harmonische eines Nd: YAG-Lasers (bei 266 nm) gepumpter BBOs-OPO den gesamten Bereich der Ausgangswellenlängen von 330 nm bis 1370 nm abdeckt.
Wenn der OPA mit zwei BBO-Kristallen durch einen 1mJ, 80fs-Dye-Laser bei 615 nm gepumpt wird, ergibt er mehr als 50 μJ (maximal 130 μJ), < 200 fs ultrakurzer Impuls, über 800nm ​​- 2000nm.

Benutzerdefinierte nichtlineare BBO-Kristalle können auch für E-O-Anwendungen verwendet werden. Es hat einen weiten Transmissionsbereich von UV bis etwa 3500nm. Und es hat eine viel höhere Schadensschwelle als KD * P oder LiNbO3. Durch Verwendung von Honors E-O BBO-Kristallen und Nd: YVO4-Kristallen als Verstärkungsmedium wurden mehr als 80 W Ausgangsleistung und eine Wiederholrate von 50 kHz erreicht. Bei 5 kHz hat sein Impuls eine Breite von nur 6,4 ns und eine Energie von 5,7 mJ oder eine Spitzenleistung von 900 kW. Es hat Vorteile gegenüber dem kommerziellen A-O-Q-Switch, einschließlich eines sehr kurzen Impulses, einer hohen Strahlqualität und einer kompakten Größe. Obwohl es einen relativ kleinen elektrooptischen Koeffizienten hat und seine Halbwellenspannung hoch ist (7 kV bei 1064 nm, 3 × 3 × 20 mm 3), können lange und dünne BBO die Spannungsanforderungen reduzieren. Honor Optics kann jetzt 25 mm lange und 1 mm dünne, hohe optische Qualität von BBO-Kristallen mit Z-Schnitt, AR-Beschichtung und Gold /Chrom-Beschichtung auf den Seitenflächen liefern.

Honor Optics bietet die folgenden BBO-Beschichtungen an

Dualband-AR-Beschichtung (DBAR) von BBO für SHG von 1064nm; niedriges Reflexionsvermögen (R < 0,2% bei 1064 nm und R < 0,5% bei 532 nm); hohe Schadensschwelle (> 300 MW /cm 2 bei beiden Wellenlängen); Lange Haltbarkeit.
Breitband-AR-Beschichtung (BBAR) von BBO für SHG von abstimmbaren Lasern.
Breitband-P-Beschichtung von BBO für OPO-Anwendungen.
Andere Beschichtungen sind auf Anfrage erhältlich.

Standardspezifikationen des BBO-Kristalls:

Maßtoleranz ---------------- (B ± 0,05 mm) x (H ± 0,05 mm) x (L +/- 0,1 mm)
Winkeltoleranz ---------------------- △ θ < 0,25 °, △ Φ < 0,25 °
Clear Aperture ----------------------- zentral 95% des Durchmessers
Oberflächenebenheit -------------------- < λ /10 bei 633nm
Wellenfrontverzerrung --------------- < λ /10 @ 633nm
Fase----------------------------0.1mm@45°
Oberflächenqualität (S /D) --------------- 10/5
Parallelität ---------------------------- < 10 Bogensekunden
Rechtwinkligkeit --------------------- < 5 Bogenminuten
Beschichtungen: Schutz- (P) und Antireflexbeschichtung (AR) auf Kundenwunsch verfügbar
Schadensschwelle ------------------ > 1 GW /cm2 für 1064nm, TEM00, 10ns, 10Hz
0,5 gW /cm² für 1064 nm, TEM00, 10 ns, 10 Hz (AR-beschichtet)
0,3 gW /cm² für 532nm, T EM00, 10 ns, 10 Hz (AR-Mantel)

Wir können den Kristallwinkel und die Größe mit Ausnahme der Standardspezifikation Ihren Anforderungen anpassen. BBO-Kristalle, die Sie uns liefern, können nachpoliert und beschichtet werden. Begrüßen Sie alle zum Großhandel von nichtlinearem BBO-Kristall

Standardanwendungen von BBO-Kristallen:

Zweite, dritte, vierte und fünfte harmonische Erzeugung von Nd: YAG- und Nd: YLF-Lasern
Frequenzverdopplung, -verdreifachung und -mischung von Farbstofflasern
Zweite, dritte und vierte harmonische Generation von Ti: Sapphire- und Alexandrit-Lasern
Optische parametrische Verstärker (OPA) und optische parametrische Oszillatoren (OPO)
Frequenzverdopplung von Argon-Ionen-, Cu-Dampf- und Ruby-Lasern.

Honor Optics bietet standardmäßige BBO-Kristalle innerhalb von 4-5 Wochen an.

1. Harmonische Generationen von Nd: YAG-Lasern:
1064nm SHG - > 532 nm: 4 × 4 × 7 mm Typ I, θ = 22,8 °, ° = 0 °;
1064 nm THG - > 355 nm: 4 × 4 × 7 mm Typ I, θ = 31,3 °,, = 0 °; Typ II q = 38,6 °, φ = 30 °
1064nm 4HG - > 266 nm: 4 × 4 × 7 mm Typ I, &thgr; = 47,6 °, &phgr; = 0 °;
1064 nm 5HG - > 213 nm: 4 × 4 × 7 mm Typ I, &thgr;

2.OPO und OPA, gepumpt durch Oberwellen von Nd: YAG-Lasern
532nm Pumpe - > 680-2600 nm: 8x6x12 mm Typ I, θ = 21 °, φ = 0 °;
355nm-Pumpe - > 410-2600 nm: 8 × 6 × 12 mm Typ I, θ = 30 °, = 0 °; Typ II, q = 37 °, φ = 30 °;
266nm Pumpe - > 295-2600 nm: 8 × 6 × 12 mm Typ I, &thgr;

3. Frequenzverdopplung von Farbstofflasern
670-530nm SHG - > 335–260 nm: 8 × 4 × 7 mm Typ I, θ = 40 °,, = 0 °;
600-440nm SHG - > 300–220 nm: 8 × 4 × 7 mm Typ I, &thgr;
444–410 nm SHG - > 222-205 nm: 8 × 4 × 7 mm Typ I, θ = 80 °, φ = 0 °;

4. Harmonische Generationen von Ti: Saphirlasern
700-1000nm SHG - > 350–500 nm: 5 × 5 × 0,2 mm Typ I, &thgr;
700-1000nm THG - > 240-330 nm: 5 × 5 × 0,2 mm Typ I, &thgr;
700-1000nm FHG - > 210-240 nm: 5 × 5 × 0,2 mm Typ I, θ = 66 °,, = 0 °;

5. Frequenzverdopplung und Verdreifachung von Alexandritlasern
720-800nm ​​SHG - > 360–400 nm: 6 × 4 × 7 mm Typ I, &thgr;
720-800nm ​​THG - > 240-265 nm: 6 x 4 x 7 mm Typ I, θ = 48 °, φ = 0 °;

6. Intracavity-SHG eines Ar + -Lasers mit Brewster-Winkelschnitt-BBO-Kristall
514 nm SHG - > 257 nm: 4 × 4 × 7 mm Typ I, θ = 51 °,, = 0 °, B-Schnitt;
488nm SHG - > 244 nm: 4 × 4 × 7 mm Typ I, θ = 55 °,, = 0 °, B-Schnitt;

Honor Optics liefert und fertigt BBO-Kristalle, -Größen und -Beschichtungen auf Ihren Wunsch. Honor Optics ist der professionelle Kauf großer nichtlinearer BBO-Kristallhersteller, preisgünstiger nichtlinearer BBO-Kristall zu Fabrikpreisen.

Bitte beachten sie:

BBO hat eine geringe Anfälligkeit gegenüber Feuchtigkeit. Benutzern wird empfohlen, trockene Bedingungen sowohl für die Anwendung als auch für die Konservierung von BBO bereitzustellen.
BBO ist relativ weich und erfordert daher Vorkehrungen zum Schutz seiner polierten Oberflächen.
Wenn der Winkel eingestellt werden muss, beachten Sie, dass der Akzeptanzwinkel von BBO klein ist.