LBO (Lithium Triborate - LiB3O5) ปัจจุบันเป็นวัสดุที่นิยมใช้กันมากที่สุดสำหรับการสร้างฮาร์มอนิกครั้งที่สอง (SHG) ของเลเซอร์กำลังสูง 1064 นาโนเมตร (ใช้แทน KTP) และการสร้างความถี่รวม (SFG) ของแหล่งกำเนิดเลเซอร์ 1064 นาโนเมตร เพื่อให้ได้แสง UV ที่ 355 นาโนเมตร .
LBO เป็นเฟสที่จับคู่ได้สำหรับ SHG และ THG ของเลเซอร์ Nd:YAG และ Nd:YLF โดยใช้ปฏิสัมพันธ์ประเภท I หรือประเภท IIสำหรับ SHG ที่อุณหภูมิห้อง สามารถเข้าถึงการจับคู่เฟสประเภท I ได้ และมีค่าสัมประสิทธิ์ SHG ที่มีประสิทธิผลสูงสุดในระนาบ XY และ XZ หลักในช่วงความยาวคลื่นกว้างตั้งแต่ 551 นาโนเมตรถึงประมาณ 2600 นาโนเมตรประสิทธิภาพการแปลง SHG มากกว่า 70% สำหรับพัลส์และ 30% สำหรับเลเซอร์ cw Nd: YAG และประสิทธิภาพการแปลง THG มากกว่า 60% สำหรับเลเซอร์ Nd: YAG แบบพัลส์
LBO เป็นคริสตัล NLO ที่ยอดเยี่ยมสำหรับ OPO และ OPA ที่มีช่วงความยาวคลื่นที่ปรับแต่งได้อย่างกว้างขวางและกำลังสูงOPO และ OPA เหล่านี้ซึ่งถูกปั๊มโดย SHG และ THG ของเลเซอร์ Nd: YAG และเลเซอร์ Excimer XeCl ที่ 308 นาโนเมตรได้รับการรายงานแล้วคุณสมบัติเฉพาะของการจับคู่เฟสประเภท I และประเภท II รวมถึง NCPM ทำให้เกิดช่องว่างขนาดใหญ่ในการวิจัยและการประยุกต์ใช้ OPO และ OPA ของ LBO
ข้อดี:
• ช่วงความโปร่งใสกว้างตั้งแต่ 160 นาโนเมตรถึง 2600 นาโนเมตร
• ความสม่ำเสมอของแสงสูง (δnγ10-6/ซม.) และไม่มีการเจือปน;
• ค่าสัมประสิทธิ์ SHG ที่มีประสิทธิผลค่อนข้างสูง (ประมาณ 3 เท่าของ KDP)
• เกณฑ์ความเสียหายสูง;
• มุมการยอมรับที่กว้างและการก้าวออกไปเล็กน้อย;
• การจับคู่เฟสที่ไม่สำคัญประเภท I และประเภท II (NCPM) ในช่วงความยาวคลื่นกว้าง
• Spectral NCPM ใกล้ 1300 นาโนเมตร
การใช้งาน:
• เอาต์พุตมากกว่า 480mW ที่ 395 นาโนเมตรถูกสร้างขึ้นโดยความถี่ที่เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าของ Ti:Sapphire laser ที่ล็อคโหมด 2W (<2ps, 82MHz)ช่วงความยาวคลื่น 700-900 นาโนเมตรถูกปกคลุมไปด้วยคริสตัล LBO ขนาด 5x3x8 มม.3
• SHG ของเลเซอร์ Nd:YAG แบบ Q-switched ได้เอาต์พุตสีเขียวมากกว่า 80W ในคริสตัล LBO ยาว 18 มม. Type II
• ความถี่ที่เพิ่มขึ้นสองเท่าของเลเซอร์ Nd:YLF ที่ปั๊มไดโอด (>500μJ @ 1047nm,<7ns, 0-10KHz) มีประสิทธิภาพในการแปลงมากกว่า 40% ในคริสตัล LBO ยาว 9 มม.
• เอาต์พุต VUV ที่ 187.7 นาโนเมตรได้มาจากการสร้างความถี่รวม
• ลำแสงจำกัดการเลี้ยวเบน 2mJ/พัลส์ที่ 355 นาโนเมตรได้มาจากความถี่ในโพรงสมองซึ่งเพิ่มเป็นสามเท่าของเลเซอร์ Nd:YAG สวิตช์ Q
• ได้รับประสิทธิภาพการแปลงโดยรวมที่ค่อนข้างสูงและช่วงความยาวคลื่นที่ปรับได้ 540-1030 นาโนเมตร โดยที่ปั๊ม OPO ที่ 355 นาโนเมตร
• มีรายงาน OPA ประเภท 1 ที่สูบที่ 355 นาโนเมตร โดยมีประสิทธิภาพการแปลงพลังงานจากปั๊มเป็นสัญญาณ 30%
• Type II NCPM OPO ที่สูบด้วยเลเซอร์ XeCl excimer ที่ 308 นาโนเมตร มีประสิทธิภาพในการแปลง 16.5% และช่วงความยาวคลื่นที่ปรับได้ปานกลางสามารถรับได้ด้วยแหล่งที่มาของการปั๊มและการปรับอุณหภูมิที่แตกต่างกัน
• ด้วยการใช้เทคนิค NCPM พบว่า OPA ประเภท I ที่ปั๊มโดย SHG ของเลเซอร์ Nd:YAG ที่ 532 นาโนเมตรยังพบว่าครอบคลุมช่วงที่ปรับแต่งได้กว้างตั้งแต่ 750 นาโนเมตรถึง 1800 นาโนเมตร โดยการปรับอุณหภูมิตั้งแต่ 106.5°C ถึง 148.5°C
• ด้วยการใช้ Type II NCPM LBO เป็นเครื่องกำเนิดพารามิเตอร์เชิงแสง (OPG) และ BBO ที่จับคู่เฟสวิกฤตประเภท I เป็น OPA ทำให้ได้รับความกว้างของเส้นตรงที่แคบ (0.15 นาโนเมตร) และประสิทธิภาพการแปลงพลังงานจากปั๊มเป็นสัญญาณสูง (32.7%) เมื่อปั๊มด้วยเลเซอร์ 4.8mJ, 30ps ที่ 354.7nmช่วงการปรับความยาวคลื่นตั้งแต่ 482.6 นาโนเมตรถึง 415.9 นาโนเมตรถูกครอบคลุมโดยการเพิ่มอุณหภูมิของ LBO หรือโดยการหมุน BBO
คุณสมบัติพื้นฐาน | |
โครงสร้างคริสตัล | ออร์โธฮอมบิก หมู่อวกาศ Pna21 หมู่จุด mm2 |
พารามิเตอร์ขัดแตะ | a=8.4473Å,b=7.3788Å,c=5.1395Å,Z=2 |
จุดหลอมเหลว | ประมาณ 834 ℃ |
ความแข็งของโมห์ | 6 |
ความหนาแน่น | 2.47ก./ซม.3 |
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน | αx=10.8×10-5/K, αy=-8.8×10-5/K,αz=3.4×10-5/K |
ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อน | 3.5 วัตต์/เมตร/เคลวิน |
ช่วงความโปร่งใส | 160-2600 นาโนเมตร |
ช่วงที่จับคู่เฟส SHG ได้ | 551-2600nm (ประเภท I) 790-2150nm (ประเภท II) |
ค่าสัมประสิทธิ์ความร้อน-ออปติก (/℃, γ ในหน่วย μm) | dnx/dT=-9.3X10-6 |
ค่าสัมประสิทธิ์การดูดซึม | <0.1%/ซม. ที่ 1,064 นาโนเมตร <0.3%/ซม. ที่ 532 นาโนเมตร |
การยอมรับมุม | 6.54mrad·cm (φ, Type I,1064 SHG) |
การยอมรับอุณหภูมิ | 4.7°C·cm (ประเภท 1, 1,064 SHG) |
การยอมรับสเปกตรัม | 1.0nm·cm (ประเภท 1, 1064 SHG) |
มุมเดินออก | 0.60° (ประเภท I 1064 SHG) |
พารามิเตอร์ทางเทคนิค | |
ความอดทนของมิติ | (กว้าง±0.1มม.)x(สูง±0.1มม.)x(ยาว+0.5/-0.1มม.) (L≥2.5มม.)(กว้าง±0.1มม.)x(สูง±0.1มม.)x(L+0.1/-0.1 มม.) (ยาว <2.5 มม.) |
รูรับแสงที่ชัดเจน | จุดศูนย์กลาง 90% ของเส้นผ่านศูนย์กลางไม่มีเส้นทางหรือจุดศูนย์กลางที่มองเห็นได้เมื่อตรวจสอบด้วยเลเซอร์สีเขียว 50mW |
ความเรียบ | น้อยกว่า แล/8 @ 633 นาโนเมตร |
ส่งสัญญาณความบิดเบี้ยวของหน้าคลื่น | น้อยกว่า แล/8 @ 633 นาโนเมตร |
แชมเฟอร์ | ≤0.2มม. x 45° |
ชิป | ≤0.1มม |
รอยขีดข่วน/ขุด | ดีกว่า 10/5 ถึง MIL-PRF-13830B |
ความเท่าเทียม | ดีกว่า 20 อาร์ควินาที |
ความตั้งฉาก | ≤5อาร์คนาที |
ความอดทนของมุม | △θ≤0.25°, △φ≤0.25° |
เกณฑ์ความเสียหาย[GW/cm2 ] | >10 สำหรับ 1064nm, TEM00, 10ns, 10HZ (ขัดเงาเท่านั้น)>1 สำหรับ 1064nm, TEM00, 10ns, 10HZ (เคลือบ AR)>0.5 สำหรับ 532nm, TEM00, 10ns, 10HZ (เคลือบ AR) |