O metaborato de bário da fase de baixa temperatura (β-BaB2O4, BBO para abreviar) o cristal pertence ao sistema de cristal tripartido, 3m grupo de pontos. Em 1949, Levinet al. descoberta de metaborato de bário em fase de baixa temperatura BaB2O4 composto. Em 1968, Brixneret al. usado BaCl2 como fluxo para obter cristal único transparente em forma de agulha. Em 1969, Hubner usou Li2O como fluxo para crescer 0,5 mm × 0,5 mm × 0,5 mm e mediu os dados básicos de densidade, parâmetros de célula e grupo espacial. Depois de 1982, o Instituto Fujian de Estrutura da Matéria, a Academia Chinesa de Ciências usou o método do cristal de semente de sal fundido para fazer crescer um grande cristal único em fluxo e descobriu que o cristal BBO é um excelente material ultravioleta de duplicação de frequência. Para a aplicação de comutação Q eletro-ótica, o cristal BBO tem a desvantagem de um baixo coeficiente eletro-ótico que leva a uma alta tensão de meia onda, mas tem uma vantagem notável de limite de dano de laser muito alto.
O Instituto Fujian de Estrutura da Matéria da Academia Chinesa de Ciências realizou uma série de trabalhos sobre o crescimento de cristais de BBO. Em 1985, um único cristal com tamanho de φ67 mm × 14 mm foi cultivado. O tamanho do cristal atingiu φ76 mm × 15 mm em 1986 e φ120 mm × 23 mm em 1988.
O crescimento de cristais, acima de tudo, adota o método de cristal de semente de sal fundido (também conhecido como método de cristal de semente de topo, método de levantamento de fluxo, etc.). A taxa de crescimento do cristal nocA direção do eixo é lenta e é difícil obter cristais longos de alta qualidade. Além disso, o coeficiente eletro-óptico do cristal BBO é relativamente pequeno e o cristal curto significa que é necessária uma tensão de trabalho mais alta. Em 1995, Goodnoet al. usou BBO como material eletro-óptico para modulação EO Q do laser Nd: YLF. O tamanho deste cristal BBO era de 3 mm × 3 mm × 15 mm (x, y, z), e a modulação transversal foi adotada. Embora a relação comprimento-altura deste BBO alcance 5: 1, a tensão de quarto de onda ainda é de 4,6 kV, o que é cerca de 5 vezes a modulação EO Q do cristal LN nas mesmas condições.
Para reduzir a tensão de operação, o BBO EO Q-switch usa dois ou três cristais juntos, o que aumenta a perda de inserção e o custo. Níquelet al. reduziu a voltagem de meia onda do cristal BBO, fazendo a luz passar através do cristal várias vezes. Conforme mostrado na figura, o feixe de laser passa pelo cristal quatro vezes, e o atraso de fase causado pelo espelho de alta reflexão colocado a 45 ° foi compensado pela placa de onda colocada no caminho óptico. Desta forma, a tensão de meia onda deste BBO Q-switch pode ser tão baixa quanto 3,6 kV.
Figura 1. Modulação BBO EO Q com baixa tensão de meia onda - WISOPTIC
Em 2011 Perlov et al. usou NaF como fluxo para crescer o cristal de BBO com comprimento de 50 mm emc- direção do eixo, e obtido dispositivo BBO EO com tamanho de 5 mm × 5 mm × 40 mm, e com uniformidade óptica melhor que 1 × 10-6 cm-1, que atende aos requisitos de aplicações de comutação EO Q. No entanto, o ciclo de crescimento desse método é de mais de 2 meses e o custo ainda é alto.
No momento, o baixo coeficiente EO efetivo do cristal BBO e a dificuldade de crescer o BBO com tamanho grande e alta qualidade ainda restringem a aplicação de EO Q-switching do BBO. No entanto, devido ao alto limite de dano do laser e capacidade de trabalhar em alta frequência de repetição, o cristal BBO ainda é um tipo de material de modulação Q EO com valor importante e futuro promissor.
Figura 2. BBO EO Q-Switch com baixa tensão de meia onda - Fabricado por WISOPTIC Technology Co., Ltd.
Horário da postagem: 12/10/2021