Прагрэс даследаванняў электра-аптычных крышталяў з пераключальнікамі Q - Частка 4: BBO Crystal

Прагрэс даследаванняў электра-аптычных крышталяў з пераключальнікамі Q - Частка 4: BBO Crystal

Метабарат барыю нізкатэмпературнай фазы (β-BaB2O4, скарочана BBO) крышталь належыць да трохбаковай крышталічнай сістэмы, 3m кропкавая група. У 1949 г. Левіні інш. адкрыў нізкатэмпературны метабарат барыю BaB2O4 злучэнне. У 1968 г. Брыкснері інш. выкарыстоўваецца BaCl2 як флюс, каб атрымаць празрысты ігольчаты монакрышталь. У 1969 годзе Хубнер выкарыстаў Лі2Аб у якасці патоку расці 0,5 мм × 0,5 мм × 0,5 мм і вымераныя асноўныя дадзеныя шчыльнасці, параметраў вочак і прасторавай групы. Пасля 1982 года Інстытут структуры матэрыі Фуцзянь Акадэміі навук Кітая выкарыстаў метад расплаўленай солі для вырошчвання вялікіх монакрышталяў у патоку і выявіў, што крышталь BBO з'яўляецца выдатным ультрафіялетавым матэрыялам для падваення частоты. Для прымянення электрааптычнай перамыкання добрасці крышталь BBO мае недахоп у нізкім электрааптычным каэфіцыенце, які прыводзіць да высокага паўхвалевага напружання, але мае выдатную перавагу - вельмі высокі парог пашкоджання лазера.

Інстытут структуры матэрыі Фуцзянь Акадэміі навук Кітая правёў шэраг работ па вырошчванню крышталяў BBO. У 1985 годзе быў вырашчаны монакрышталь памерам φ67мм×14мм. Памер крышталя дасягнуў φ76 мм × 15 мм у 1986 годзе і φ120 мм × 23 мм у 1988 годзе.

Вырошчванне крышталяў перш за ўсё прымае метад расплаўленай солі (таксама вядомы як метад верхняга насення, метад пад'ёму патоку і г.д.). Хуткасць росту крышталяў уc-Напрамак восі павольны, і цяжка атрымаць высакаякасны доўгі крышталь. Больш за тое, электрааптычны каэфіцыент крышталя BBO адносна невялікі, а кароткі крышталь азначае, што патрабуецца больш высокае працоўнае напружанне. У 1995 годзе Гуднаі інш. выкарыстоўвалі BBO ў якасці электра-аптычнага матэрыялу для EO Q-мадуляцыі Nd:YLF-лазера. Памер гэтага крышталя BBO быў 3 мм × 3 мм × 15 мм (x, y, z), і была прынятая папярочная мадуляцыя. Нягледзячы на ​​тое, што суадносіны даўжыні і вышыні гэтага BBO дасягае 5:1, чвэрцьхвалевае напружанне па-ранейшаму складае да 4,6 кВ, што прыкладна ў 5 разоў перавышае модуляцыю добразычлівасці EO крышталя LN пры тых жа ўмовах.

Каб паменшыць працоўнае напружанне, Q-пераключальнік BBO EO выкарыстоўвае два ці тры крышталя разам, што павялічвае ўносныя страты і кошт. Нікельі інш. паменшыў паўхвалевае напружанне крышталя BBO, прымусіўшы святло праходзіць праз крышталь некалькі разоў. Як паказана на малюнку, лазерны прамень праходзіць праз крышталь чатыры разы, і фазавая затрымка, выкліканая люстэркам з высокім адлюстраваннем, размешчаным пад 45°, была кампенсавана хвалевай пласцінай, размешчанай на аптычным шляху. Такім чынам, паўхвалевае напружанне гэтага Q-пераключальніка BBO можа складаць усяго 3,6 кВ.

Малюнак 1. Q-мадуляцыя BBO EO з нізкім паўхвалевым напругай – WISOPTIC

У 2011 Пярлоў і інш. выкарыстоўваў NaF у якасці флюсу для вырошчвання крышталя BBO даўжынёй 50 ммc-напрамак восі, і атрымана прылада BBO EO памерам 5 мм × 5 мм × 40 мм і з аптычнай аднастайнасцю лепш за 1 × 10−6 см−1, які адпавядае патрабаванням прыкладанняў EO Q-пераключальнікаў. Аднак цыкл росту гэтага метаду складае больш за 2 месяцаў, а кошт усё роўна высокая.

У цяперашні час нізкі эфектыўны каэфіцыент EO крышталя BBO і цяжкасці вырошчвання BBO з вялікімі памерамі і высокай якасцю ўсё яшчэ абмяжоўваюць прымяненне EO Q-пераключальніка BBO. Тым не менш, з-за высокага парога лазернага пашкоджання і здольнасці працаваць на высокай частаце паўтарэння, крышталь BBO па-ранейшаму з'яўляецца свайго роду матэрыялам EO Q-мадуляцыі з важнай каштоўнасцю і перспектыўным будучыняй.

BBO Pockels Cell-WISOPTIC-01

Малюнак 2. Q-Switch BBO EO з нізкім паўхвалевым напругай – зроблена WISOPTIC Technology Co., Ltd.


Час публікацыі: 12 кастрычніка 2021 г