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BBO Crystal Basic Properties

 

BBO Crystal Physical Properties

BBO Crystal Linear Optical Properties

BBO Crystal Non-Linear Optical Properties

BBO は、通常の屈折率 (no) が異常な屈折率 (ne) より大きい負の単軸結晶です。I 型と II 型の両方の位相整合は、角度調整によって達成できます。周波数倍増の位相整合角を図2に示す。

Nd: YAG レーザーの適用:

BBO は Nd: YAG レーザーの第2、第3および第4高調波発生のための効率的な NLO cyrstal であり、213nm で第5高調波生成のための最高の NLO 結晶です。70% 以上の変換効率は、THG の場合は 60%、4HG は 50%、213 nm (5HG) では200mW 出力がそれぞれ得られています。
 

BBO はまた、高出力 Nd: YAG レーザの共振器内高調波のための効率的な結晶です。音響光 Q スイッチ Nd: YAG レーザーの共振器内については、AR コーティングされた BBO 結晶において、532 nm で 15 W 以上の平均電力が生成されました。モードロック Nd の 600 mw の高調波出力によって励起された場合: YLF レーザー, 266 nm で 66 mw の出力は、外部の強化された共振空洞のブリュースターアングルカット BBO から生成した.
小さな受け入れ角と大きなウォークオフのために、良いレーザービームの品質 (小さな発散、良好なモード条件など) は、高い変換効率を得るために BBO のための鍵です。レーザービームのタイトな焦点は推奨されません。

波長可変レーザの応用:

1. 色素レーザー
I 型 BBO では206nm の波長で 10% 以上の高調波効率を持つ効率的な UV 出力 (205nm-310nm) が得られ、XeC1 レーザー励起色素レーザーでは ADP より約4-6 倍の高エネルギーで 36% の変換効率を達成しました。BBO では、1% 程度の効率で 204.97 nm の最短高調波波長が生成されています。
BBO は色素レーザーで広く使用されています。780-950 nm と 248.5 nm のタイプ I の合計周波数 (495 nm の色素レーザーの高調波出力) BBO では、188.9 nm から 197 nm に至るまでの最短の UV 出力と 95 nm で 193 mj のパルスエネルギーと 189 nm で 8 mj の BBO で得られているそれぞれ。


2. 超高速パルスレーザー
超短パルスレーザーの周波数倍増と-三倍は、BBO が KDP と ADP 結晶に優れた特性を示しているアプリケーションです。この目的のために 0.01 mm の厚さの BBO は利用できる。10 fs の短いレーザーパルスは、位相速度とグループ速度の両方のマッチングの観点から、薄い BBO で効率よく周波数倍増することができます。


3. Ti: サファイアとアレキサンドライトレーザー
領域 360nm-390nm のパルスエネルギーと 378 nm の 105 mj (31% の高調波効率) の UV 出力、および 7.5 mj (24% の混合効率) を持つ領域 244nm-259nm の出力は、タイプ I のために得られている THG 結晶中のアレキサンドライトレーザの高調波と BBO。
BBO では、Ti: サファイアレーザーにおける高調波変換効率の 50% 以上が得られている。Ti: サファイアレーザーの THG と FHG の BBO においても高変換 efficienies が得られている。


4. アルゴンイオンおよび銅蒸気レーザー
2w のすべてのライン出力電力とアルゴンイオンレーザーの共振器内周波数倍増技術を採用することにより、最大 33 mW の 250.4 nm と 228.9 nm から 257.2 nm に至るまでの深い UV 波長の36ラインは、ブリュースター角カット BBO 結晶で生成された.
最大 8.9% の変換効率が 510.6 nm で銅蒸気レーザーの高調波のために達成されたと 255.3 nm で BBO で最大 230 mW の平均電力が生成されました。

BBO の OPO とオーパ:


BBO の OPO とオーパは、UV から IR まで、広く調整可能なコヒーレント放射を生成するための強力なツールです。図3and 図4に示すように、I 型と II 型 BBO の同調角をそれぞれ算出した。

1. 532 nm で励起した OPO
680 nm ~ 2400 nm、ピーク電力 1.6 mw、最大 30% のエネルギー変換効率に至るまでの OPO 出力は、7.2 mm のロングタイプ I BBO で得られました。入力ポンプエネルギーは、パルス幅75ps と 532 nm で 40 mJ であった。長い BBO 結晶では、より高い変換効率が期待される。


2. 355 nm での OPO およびオーパ励起
Nd: YAG ポンプの場合、BBO の OPOs は400nm から2000nm まで波長可変で100mJ 以上を生成することができます。BBO の結晶を使用して、OPO システムは、430nm から2000nm までの波長範囲で、最大 30% と 18% 以上の変換効率を保証する400nm から3100nm までのチューニング範囲をカバーしています。
タイプ II BBO は縮退点付近の幅を減少させるために使用することができます.0.05 nm として狭幅、12% の使用可能な変換効率が得られた。しかし、タイプ II の位相整合方式を採用した場合、発振スレッショルドを小さくするには、通常、BBO (> 15mm) の長さを使用する必要があります。
ピコ秒 Nd: YAG 355nm でポンピング、狭帯域 (<0.3nm), high="" energy="" (="">200 μ j) とワイドチューナブル (400nm から 2000nm) パルス BBO のオパスによって生成されています。このオーパは 50% 以上の変換効率に達することができるため、効率、チューナブルレンジ、メンテナンス、設計と操作の容易さなど、多くの点で共通の色素レーザーより優れています。さらに、205 nm から 3500 nm までのコヒーレント放射も BBO の OPO またはオーパプラス BBO によって生成することができます。

3. その他
422 nm と 477 nm の間の信号波長を持つ可変的な OPO は、Nd: YAG レーザ (266 nm で) の第4高調波によって励起されたタイプ I BBO 結晶の角度のチューニングによって生成されている出力波長の全範囲をカバーするために観察している330
615 nm で1mJ、80fs 色素レーザーによって励起された場合、2つの BBO 結晶を持つオーパは50μ j (<200fs ultrashort pulse, over 800 nm-2000 nm.
 ultrashort="" pulse,="" over="" 800="" nm-2000="" nm.=""> </200fs ultrashort pulse, over 800 nm-2000 nm.
>最大130μ j) 以上の収率、</0.3nm),>

BBO の E-O アプリケーション:
 
BBO は、E-O アプリケーションにも使用することができます。それは、紫外線から約3500nm に広い伝送範囲を持っており、それは KD * P または LiNbO3 よりもはるかに高い損傷のしきい値を持っています, 80 ワット以上の出力電力と 50KHz repitition 率は、私たちの E-O BBO 結晶と Nd を使用して到達している:5KHz では、パルスの幅は 6.4 ns、エネルギーは 5.7 mj または 900 KW のピーク電力と短くなっています。それは、非常に短いパルス、高ビームの品質と同様にコンパクトなサイズを含む、市販の A-O の Q-スイッチ1つ以上の利点を持っています。それは相対的な小さな電気光学係数を持っていますが、半波電圧が高い (1064nm、3 * 3 * 20mm3 で 7KV)、長いと薄い BBO は、電圧の要件を減らすことができます。我々は、Z-カット、AR コーティングと金/クロームの側面にメッキで25mm の長さと1mm の薄い高光学的品質 BBO 結晶を供給することができます。