Framfarir rannsókna á raf-optískum Q-switched kristölum – Part 4: BBO Crystal

Framfarir rannsókna á raf-optískum Q-switched kristölum – Part 4: BBO Crystal

Lághitafasa baríummetaboratið (β-BaB2O4, BBO í stuttu máli) kristal tilheyrir þríhliða kristalkerfinu, 3m punktahópur. Árið 1949, Levino.fl. uppgötvaði lághitafasa baríummetaborat BaB2O4 efnasamband. Árið 1968, Brixnero.fl. notað BaCl2 sem flæði til að fá gagnsæja nálalíkan einn kristal. Árið 1969 notaði Hubner Li2O sem flæði til að vaxa 0,5 mm × 0,5 mm × 0,5 mm og mældi grunngögn um þéttleika, frumubreytur og rúmhóp. Eftir 1982, Fujian Institute of Matter Structure, Kínverska vísindaakademían notaði bráðna-salt fræ-kristalla aðferðina til að rækta stóran einkristall í flæði, og komst að því að BBO kristal er frábært útfjólublátt tíðni tvöföldunarefni. Fyrir raf-sjón-Q-rofa notkun hefur BBO kristal ókostinn við lágan raf-sjónstuðul sem leiðir til hárrar hálfbylgjuspennu, en það hefur framúrskarandi kost á mjög háum leysiskaðaþröskuldi.

Fujian Institute of Matter Structure, Kínverska vísindaakademían hefur framkvæmt röð vinnu við vöxt BBO kristalla. Árið 1985 var einn kristal með stærðinni φ67mm×14mm ræktaður. Kristallstærðin náði φ76mm×15mm árið 1986 og φ120mm×23mm árið 1988.

Vöxtur kristalla notar umfram allt bráðna-salt fræ-kristal aðferð (einnig þekkt sem topp-fræ-kristal aðferð, flæði-lyfting aðferð, osfrv.). Vaxtarhraði kristalsins íc-ás stefna er hæg, og það er erfitt að fá hágæða langan kristal. Þar að auki er raf-sjónstuðull BBO kristals tiltölulega lítill og stuttur kristal þýðir að þörf er á hærri vinnuspennu. Árið 1995, Goodnoo.fl. notað BBO sem raf-sjónrænt efni fyrir EO Q-mótun Nd:YLF leysir. Stærðin á þessum BBO kristal var 3mm×3mm×15mm(x, y, z), og þvermótun var samþykkt. Þrátt fyrir að lengd-hæðarhlutfall þessa BBO nái 5:1, þá er fjórðungsbylgjuspennan enn allt að 4,6 kV, sem er um það bil 5 sinnum EO Q-mótun LN kristals við sömu aðstæður.

Til að draga úr rekstrarspennunni notar BBO EO Q-switch tvo eða þrjá kristalla saman, sem eykur innsetningartap og kostnað. Nikkelo.fl. minnkaði hálfbylgjuspennu BBO kristalsins með því að láta ljós fara í gegnum kristalinn nokkrum sinnum. Eins og sést á myndinni fer leysigeislinn fjórum sinnum í gegnum kristalinn og fasatöfin sem stafar af háspeglunarspeglinum sem var settur í 45° var bætt upp með bylgjuplötunni sem var sett í ljósleiðina. Með þessum hætti gæti hálfbylgjuspenna þessa BBO Q-rofa verið allt að 3,6 kV.

Mynd 1. BBO EO Q-mótun með lágri hálfbylgjuspennu – WISOPTIC

Árið 2011 Perlov o.fl. notaði NaF sem flæði til að rækta BBO kristal með lengd 50 mm innc-ás stefnu, og fékk BBO EO tæki með stærð 5mm×5mm×40mm, og með sjónrænni einsleitni betri en 1×10−6 sentimetri−1, sem uppfyllir kröfur EO Q-skiptaforrita. Hins vegar er vaxtarhringur þessarar aðferðar meira en 2 mánuðir og kostnaðurinn er enn mikill.

Sem stendur takmarkar lágur virkur EO stuðull BBO kristals og erfiðleikar við að vaxa BBO með stórum stærð og háum gæðum enn EO Q-skiptaforrit BBO. Hins vegar, vegna mikils leysisskemmdaþröskulds og getu til að vinna við mikla endurtekningartíðni, er BBO kristal enn eins konar EO Q-mótunarefni með mikilvægt gildi og efnilega framtíð.

BBO Pockels Cell-WISOPTIC-01

Mynd 2. BBO EO Q-Rofi með lágri hálfbylgjuspennu – Framleitt af WISOPTIC Technology Co., Ltd.


Pósttími: 12. október 2021