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「光学晶体」α-BBO 和 β-BBO晶体如何选择?

硼酸钡(BBO)晶体是一种双折射材料,广泛应用于激光和非线性光学等众多光学领域。它们的独特性质使其能够改变光的偏振态。


硼化钡有两种相: α-硼酸钡(α-BBO)和β-硼酸钡(β-BBO)。这两种形态虽然来自同一种化合物,但却具有截然不同的特性。


1.结构差异

α-BBO 和 β-BBO 的主要区别在于它们的晶体结构。α-BBO 具有单斜晶系,这意味着它有一个不同于其他两个晶系的独特晶轴。另一方面,β-BBO 属于三方晶系,具有三重对称轴。


2.热稳定性

β-BBO 相比,α-BBO 的热稳定性更高。当加热到大约 925 摄氏度时,β-BBO 会向 α-BBO 发生相变,从而导致其非线性光学特性降低。


3.光学特性

α-BBO 晶体不显示非线性光学特性,因此主要应用于偏振光学领域,如偏振器、去偏振器和相位延迟器。由于其损伤阈值较高,它们通常被用于需要高功率激光操作的场合,如激光器中的 Q 开关。


相反,β-BBO 确实具有非线性光学特性,因此成为非线性光学应用中的热门材料。在光学应用方面,β-BBO 的透明度范围更广,从紫外线(UV)到远红外线(FIR),而且非线性光学系数更高。因此,β-BBO 更适合用于频率转换,如二次谐波发生(SHG)、三次谐波发生(THG)、光参量振荡器(OPO)和其他非线性光学过程。

总之,虽然 α-BBO β-BBO 晶体都有其独特的优势,但它们的选择主要取决于具体的应用要求。β-BBO 具有更宽的透明度范围和更高的非线性光学系数,是各种非线性光学应用的首选晶体。另一方面,α-BBO 由于具有高损伤阈值和双折射特性,在需要高热稳定性和高功率激光操作的情况下更受欢迎。随着光学领域的不断进步,α-BBO β-BBO 晶体仍将在塑造我们的技术未来方面发挥重要作用。


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