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BBO Nichtlineare Kristalle

YCOB-nichtlineare Kristalle Beta Barium Borat (β-BaB2O4) oder BBO ist eines der nützlichsten, nichtlinearen optischen Kristallmaterialien. Features: Breiter optischer Transparenzbereich (190 bis 3500 nm) Große nichtlineare Koeffizienten (deff = 1,94 pm / V für Typ I SHG von 1064 nm) Hohe optische Homogenität (δn ~ ...

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Produkt - Details

Beschreibung

Β-Bariumborat (β-BaB2O4 oder BBO) ist ein nichtlinearer optischer Kristall, der eine Reihe von einzigartigen Merkmalen kombiniert. Zu diesen Merkmalen gehören breite Übertragungs- und Phasenanpassungsbereiche, großer nichtlinearer Koeffizient, hoher Schadensschwelle, hochwertige Einkristalle und ausgezeichnete optische Homogenität. Daher bietet Beta-BaB2O4 eine attraktive Lösung für verschiedene nichtlineare optische Anwendungen. Außerdem ist BBO aufgrund seiner hervorragenden elektrooptischen Eigenschaften einer der besten Kandidaten für elektrooptische Anwendungen.

BBO-Kristalle sind weit verbreitet in nicht-linearen optischen Anwendungen wie OPO, OPA, OPCPA und anderen verwendet. Dank der großen spektralen Übertragungsreichweite sowie der Phasenanpassung wurden BBO-Kristalle in der zweiten, dritten, vierten oder fünften harmonischen Generation für hochleistungsfähige sichtbare / UV-Quellen und optische parametrische Umwandlungen für hochleistungsfähige, hoch abstimmbare Quellen eingesetzt. Da seine breite Verstärkungsbandbreite mit Ti: Sapphire im 800-nm-Bereich überlappt, wurden auf der Basis des gemischten CPA / OPCPA-Plans Ultra-High-Power- und High-Contrast-Lasersysteme aufgebaut.

image005.png

Eigenschaften

Breite Übertragungsregion von 190 nm bis 3500nm

Großer effektiver Koeffizient der zweiten Harmonischen (SHG)

Gute mechanische und physikalische Eigenschaften

Hohe Schadensschwelle von 10 J / cm2 für 100 ps Pulsbreite bei 1064 nm

Breiter Phasenanpassungsbereich von 409,6 nm bis 3500nm

Wide Temperatur-Bandbreite von etwa 55 ℃

Hohe optische Homogenität mit δn≈10-6 / cm

Anwendungen

Harmonische Generationen (bis zu Fünftel) von Nd-dotierten Lasern

Frequenzverdopplung und Verdreifachung von ultrakurzen Ti: Saphir- und Farbstofflaser

Frequenzverdopplung von Argonionen und Kupferdampflaserstrahlung

Optische parametrische Oszillatoren (OPO) bei Typ 1 (Ooe) und Typ 2 (Eoe) Phasenanpassung

Elektrooptischer Kristall für Pockels Zellen

Ultrashot-Pulsdauermessungen durch Autokorrelation

Chemische und physikalische Eigenschaften

Eigentum

Wert

Chemische Formel

BaB 2 O 4

Kristallstruktur

Trigonal, 3m

Gitterparameter

A = b = 12,532 Å, c = 12,717 Å, Z = 6

Massendichte

3,85 g / cm 3

Moh Härte

4

Schmelzpunkt

Etwa 1095ºC

Wärmeleitfähigkeit

1,2 W / m / K (⊥c); 1,6 W / m / K (// c)

Wärmeausdehnungskoeffizient

Α, 4x10-6 / K; C, 36x10-6 / K

Doppelbrechung

Negativ uniaxial

Lineare optische Eigenschaften

Eigentum

Wert

Transparenzbereich

189 - 3500 nm

Absorptionskoeffizient:

Α <0,1% cm="" bei="" 1064="">

Refraktive indizes

Bei 1.0642 mm

Bei 0,5321 mm

Bei 0,2660 mm

Ne = 1,5425, nr = 1,6551

Ne = 1.5555, nr = 1.6749

Ne = 1.6146, nr = 1.7571

Sellmeier-Gleichungen (λ in μm)

N o 2 (& lgr;) = 2,7359 + 0,01878 / (& lgr; 2 -0,01822) -0,01354 & lgr; 2

N e 2 (& lgr;) = 2,3753 + 0,01224 / (& lgr; 2 -0,01667) -0,01516 & lgr; 2

Nichtlineare optische Eigenschaften

Eigentum

Wert

SHG Phase Matchable Range

409,6 ~ 3500nm (Typ I); 525 ~ 3500nm (Typ II)

NLO-Koeffizienten

D 11 = 5,8 xd 36 (KDP); d 31 = 0,05 xd 11; D 22 <0,05 xd="">11

D eff (I) = d 31 sinΘ + (d 11 cos3φ - d 22 sin3φ) cosΘ

D eff (II) = (d 11 sin3φ + d 22 cos3Θ) cos2Θ

Thermo-Optik-Koeffizienten

Dn o / dT = - 9,3 x 10 -6 / c

Dn e / dT = -16,6 x 10 -6 / c

Elektrooptische Koeffizienten

G 11 = 2,7 pm / V, g 22 , g 31 <0,1 g="">11

Halbwellenspannung

48 KV (bei 1064 nm)

Schadensschwelle

Bei 1,064 mm

Bei 0,532 mm

5 GW / cm² (10 ns); 10 GW / cm² (1,3 ns)

1 GW / cm² (10 ns); 7 GW / cm² (250 ps)

image011.png

Abbildung 2. SHG-Stimmkurven von BBO

image013.png

Abbildung 3. OPO-Abstimmkurven von BBO (TypeI (ooe)) mit unterschiedlichem Pumplicht, nämlich 530 nm, 355 nm und 266 nm

image015.png

Abbildung 4. OPO-Abstimmkurven von BBO (TypeII (eoe)) mit unterschiedlichem Pumplicht, nämlich 530 nm, 355 nm und 266 nm

Polierspezifikation

Eigentum

Wert

Orientierung Tolerence

<0,5>

Dicke / Durchmesser Toleranz

± 0,05 mm

Oberflächenebenheit

<λ 8="" bei="" 632="">

Wavefront Verzerrung

<λ 4="" bei="" 632="">

Oberflächenqualität

10/5

Parallel

30 "

Aufrecht

15

Klare Blende

> 90%

Chammfer

<0,2 ×="" 45="">

Standardprodukte

Kristall

Maß / mm

Länge / mm

Anwendung

Orientierung

Theta / Phi deg

PP-Beschichtungen S1 / S2

Nm / nm

6 x 6

1

SHG @ 800nm

29.2 / 90

400 - 800/400 - 800

6 x 6

1

THG @ 800nm

44,3 / 90

400 - 800/266

6 x 6

0,2

SHG @ 800nm

29.2 / 90

400 - 800/400 - 800

10 x 10

0,5

SHG @ 800nm

29.2 / 90

400 - 800/400 - 800

6 x 6

0,5

SHG @ 800nm

29.2 / 90

400 - 800/400 - 800

6 x 6

0,5

THG @ 800nm

44,3 / 90

400 - 800/266

6 x 6

1.5

SHG @ 1030nm

23.4 / 90

515 - 1030/515 - 1030

6 x 6

0,1

THG @ 800nm

44,3 / 90

400 - 800/266

6 x 6

2

SHG @ 800nm

29.2 / 90

400 - 800/400 - 800

10 x 10

1

SHG @ 800nm

29.2 / 90

400 - 800/400 - 800

6 x 6

0,5

SHG @ 1030nm

23.4 / 90

515 - 1030/515 - 1030

8 x 8

0,5

SHG @ 1030nm

23.4 / 90

515 - 1030/515 - 1030

8 x 8

1

SHG @ 1030nm

23.4 / 90

515 - 1030/515 - 1030

8 x 8

1.5

SHG @ 1030nm

23.4 / 90

515 - 1030/515 - 1030

8 x 8

2

SHG @ 1030nm

23.4 / 90

515 - 1030/515 - 1030

10 x 10

0,2

SHG @ 800nm

29.2 / 90

400 - 800/400 - 800

6 x 6

1

SHG @ 1030nm

23.4 / 90

515 - 1030/515 - 1030

6 x 6

2

SHG @ 1030nm

23.4 / 90

515 - 1030/515 - 1030

6 x 6

0,1

SHG @ 800nm

29.2 / 90

400 - 800/400 - 800

6 x 6

0,2

THG @ 800nm

44,3 / 90

400 - 800/266

Fragen und Antworten

F: Was ist Phasenfehlanpassung?

A: Eine Gruppe von Techniken zur Erzielung effizienter nichtlinearer Wechselwirkungen in einem Medium. Viele phasensensitive nichtlineare Prozesse, insbesondere parametrische Prozesse wie Frequenzverdopplung, Summen- und Differenzfrequenzerzeugung, parametrische Verstärkung und Oszillation sowie Vierwellenmischung erfordern eine Phasenanpassung, um effizient zu sein. Im Wesentlichen bedeutet dies, dass eine korrekte Phasenbeziehung zwischen den wechselwirkenden Wellen (für eine optimale nichtlineare Frequenzumsetzung) entlang der Ausbreitungsrichtung aufrechterhalten wird. Nur wenn diese Bedingung erfüllt ist, sind Amplitudenbeiträge von verschiedenen Orten zur Produktwelle alle am Ende des nichtlinearen Kristalls in Phase.

F: Was ist die zweite harmonische Generation (SHG)?

A: SHG ist ein nichtlineares optisches Verfahren, bei dem Photonen mit der gleichen Frequenz, die mit einem nichtlinearen Material wechselwirken, effektiv "kombiniert" werden, um neue Photonen mit der doppelten Energie und damit der doppelten Frequenz und der halben Wellenlänge der anfänglichen Photonen zu erzeugen.


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