El metaborato de bario de fase de baja temperatura (β-BaB2O4, BBO para abreviar) el cristal pertenece al sistema de cristal tripartito, 3m grupo de puntos. En 1949, Levinet al. descubrió el metaborato de bario en fase de baja temperatura BaB2O4 compuesto. En 1968, Brixneret al. BaCl usado2 como fundente para obtener un solo cristal transparente con forma de aguja. En 1969, Hubner utilizó Li2O como flujo para crecer 0.5 mm × 0.5 mm × 0.5 mm y midió los datos básicos de densidad, parámetros de celda y grupo de espacio. Después de 1982, el Instituto de Estructura de la Materia de Fujian, la Academia de Ciencias de China, utilizó el método del cristal de semilla de sal fundida para hacer crecer monocristales grandes en flujo, y descubrió que el cristal BBO es un excelente material de duplicación de la frecuencia ultravioleta. Para la aplicación de conmutación Q electroóptica, el cristal BBO tiene la desventaja de un coeficiente electroóptico bajo que conduce a un voltaje de media onda alto, pero tiene la ventaja sobresaliente de un umbral de daño láser muy alto.
El Instituto de Estructura de la Materia de Fujian, Academia de Ciencias de China, ha llevado a cabo una serie de trabajos sobre el crecimiento de cristales BBO. En 1985, se cultivó un cristal único con un tamaño de φ67 mm × 14 mm. El tamaño del cristal alcanzó φ76 mm × 15 mm en 1986 y φ120 mm × 23 mm en 1988.
El crecimiento de cristales, sobre todo, adopta el método de cristales de semillas de sales fundidas (también conocido como método de cristales de semillas superiores, método de levantamiento de fundente, etc.). La tasa de crecimiento de cristales en elc-La dirección del eje es lenta y es difícil obtener cristales largos de alta calidad. Además, el coeficiente electroóptico del cristal BBO es relativamente pequeño, y el cristal corto significa que se requiere un voltaje de trabajo más alto. En 1995, Goodnoet al. utilizó BBO como material electroóptico para la modulación EO Q del láser Nd: YLF. El tamaño de este cristal BBO era de 3 mm × 3 mm × 15 mm (x, y, z), y se adoptó la modulación transversal. Aunque la relación longitud-altura de este BBO alcanza 5: 1, el voltaje de cuarto de onda sigue siendo de hasta 4,6 kV, que es aproximadamente 5 veces la modulación EO Q del cristal LN en las mismas condiciones.
Para reducir el voltaje de operación, BBO EO Q-switch usa dos o tres cristales juntos, lo que aumenta la pérdida de inserción y el costo. Níquelet al. redujo el voltaje de media onda del cristal BBO haciendo que la luz pase a través del cristal varias veces. Como se muestra en la figura, el rayo láser atraviesa el cristal cuatro veces, y el retardo de fase causado por el espejo de alta reflexión colocado a 45 ° fue compensado por la placa de ondas colocada en el camino óptico. De esta manera, el voltaje de media onda de este interruptor BBO Q podría ser tan bajo como 3.6 kV.
Figura 1. Modulación Q BBO EO con voltaje de media onda bajo - WISOPTIC
En 2011 Perlov et al. usó NaF como fundente para hacer crecer el cristal BBO con una longitud de 50 mm enc-Dirección del eje, y obtuvo un dispositivo BBO EO con un tamaño de 5 mm × 5 mm × 40 mm, y con una uniformidad óptica mejor que 1 × 10−6 cm−1, que cumple con los requisitos de las aplicaciones de conmutación EO Q. Sin embargo, el ciclo de crecimiento de este método es de más de 2 meses y el costo sigue siendo alto.
En la actualidad, el bajo coeficiente de EO efectivo del cristal BBO y la dificultad de cultivar BBO con un tamaño grande y alta calidad aún restringen la aplicación de conmutación EO Q de BBO. Sin embargo, debido al alto umbral de daño del láser y la capacidad de trabajar a alta frecuencia de repetición, el cristal BBO sigue siendo un tipo de material de modulación EO Q con un valor importante y un futuro prometedor.
Figura 2. BBO EO Q-Switch con bajo voltaje de media onda - Fabricado por WISOPTIC Technology Co., Ltd.
Hora de publicación: Oct-12-2021