BBO晶体用途——激光器倍频

一、激光倍频介绍（以BBO晶体为例）

在科技文明的逐步演化过程中，各个领域对激光波长的选择和使用的要求逐渐增大。单纯依靠激光晶体发射基频光已经不现实了，倍频获得更多波长的光成为现在激光器中的主流。

激光倍频，从字面上来说，即光的频率加倍的作用。常见的倍频作用有二倍频、三倍频、四倍频等。以二倍频举例，即使光的频率乘以两倍，波长相应减少一半。当1064nm的Nd:YAG激光器发射激光通过二倍频非线性晶体后可以获得532nm的绿光激光。

BBO晶体能够担任很好的倍频晶体的一大重要的原因是它符合了光能够倍频的基础原理：良好的非线性效应。激光由于其较高的光强，很容易就能引起晶体材料自身的极化作用。这个极化作用使晶体中的正负电荷产生和激光频率一致的动态振动和跃迁效应。跃迁产生的新光子与入射光子作用后出射，产生倍频后的激光。同时，电子的极化振动与激光强度呈非线性关系。对于一个二阶非线性晶体来说，振动强度和激光强度的平方呈一定的比例。

BBO晶体能够担任很好的倍频晶体的另一大原因是其容易满足激光倍频的条件：相位匹配角。通俗地来说，要获得良好的倍频光，需要在晶体中找到一个合适的方向，使基频光和倍频光的运动速度相同（即折射率保持相同）。通常这个方向以相位匹配角来表示，即基频光与晶体光轴的夹角。

二、 BBO晶体介绍

BBO晶体是一个优秀的非线性负单轴晶体。其工作波段较宽，在400nm至3500nm均可实现相位匹配。同时它有很高的倍频转换效率，约为KDP晶体倍频效率的6倍。除此之外，它的透过率、光学均匀性、损伤阈值等均有着较好的表现。

BBO晶体作为倍频晶体通常被用于1064nm Nd:YAG激光器的二倍频、三倍频、四倍频和五倍频，Ti:Sapphire激光器和染料激光器的二倍频和三倍频等。其中，

BBO晶体被较多地用于1064nm激光的三倍频过程中。

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