CLBO - нелинейные кристаллы
- Длина волны лазера: 266, 213 нм.
- Прозрачность в диапазоне от 180 до 2750 нм.
Кристалл бората цезия - лития (CLBO) обладает превосходными NLO-свойствами в УФ-диапазоне. Благодаря хорошим NLO-свойствам, таким как достаточно большой коэффициент нелинейности, малая энергия необходимая для увеличения поглощения, большие значения угловых, спектральных и температурных полос пропускания, кристалл CLBO хорошо подходит для генерации гармоник второго и высшего порядка и является прекрасным материалом для создания твердотельных лазеров в УФ и глубоком УФ диапазоне. Его УФ-край поглощения достигает 180 нм. Эффективный нелинейно-оптический коэффициент CLBO для удвоения частоты на длине волны 1064 нм примерно в два раза больше, чем у KDP.
Полностью твердотельные ультрафиолетовые лазеры широко используются в области механической дефектоскопии, литографии, микрообработки и медицины. Связано это с таким преимуществам, как малый размер, длительный срок службы, высокая эффективность, хорошее качество луча, широкая перестройка, узкая спектральная линия и т.д.
Использование мощного когерентного источника света ближнего инфракрасного диапазона в качестве источника основной частоты, основанного на технологии нелинейной настройки, генерация ультрафиолетового когерентного излучения путем многоступенчатого преобразования частоты рассматривается как важный способ разработки источника ультрафиолетового когерентного света.
Нелинейный оптический кристалл является одним из условий преобразования частоты, поэтому все больше и больше требований предъявляется к росту, размерам, устойчивости к повреждениям, эффективности преобразования и допустимому диапазону параметров нелинейного оптического кристалла.
Особенности:
- Край УФ-поглощения достигает 180 нм.
- Высокий эффективный нелинейно-оптический коэффициент.
- Большие значения угловой, спектральной и температурной полос пропускания.
- Высокий порог лазерного повреждения.
- Малая частота дискретизации.
- Высокая эффективность преобразования частоты.
- Легко выращивается монокристалл большого размера.
- Низкий коэффициент поглощения.
Физические и химические свойства
| Параметр | Значение | Ед. Измерениия |
|---|---|---|
| Формула |
CsLiB6O10 |
|
| Кристаллическая структура |
Тетрагональный, 42m |
|
|
Константа решетки |
a = 10,494Å, c = 8,939Å, Z = 4 |
|
| Плотность | 2,461 | г/см3 |
| Твердость по шкале Мооса | 5,5 |
|
| Температура плавления | 1118 | К |
| Теплопроводность |
1,25 |
Вт⋅м-1⋅К-1 |
| Молекулярная масса | 364,706 | а. е. м. |
|
Коэффициенты NLO |
deff(I)=d36sin(θm)sin(2φ) deff(II)=d36sin(2θm)cos(2φ) |
|
|
Порог повреждения |
26
|
ГВт/см2
|
| Длина волны |
532 + 532 = 266 1064 + 266 = 213 |
нм |
| Угол фазового синхронизма |
61,7 68,4 |
° |
| Ширина полосы |
0,84 0,87 |
PM / V |
| Угловой допуск |
0,49 0,42 |
мрад · см |
| Угол отклонения |
1,83 1,69 |
° |
| Спектральная полоса пропускания |
0,13 0,16 |
нм · см |
| Температурная полоса пропускания |
8,3 4,6 |
°C · см |
Линейные оптические свойства
| Параметр | Значение | Ед. Измерениия |
|---|---|---|
| Прозрачность | 180 - 2750 |
нм
|
| Коэффициент поглощения |
0,0013 |
см-1
|
| Показатель преломления (1064 нм) |
ne = 1,4340
no = 1,4838 |
|
|
Показатель преломления (32 нм) |
ne = 1,4445
no = 1,4971 |
|
|
Уравнение Зельмейера (λ в мкм) |
no2(λ) = 2,2104 + 0,01018 / (λ2 - 0,01424) - 0,01258⋅λ2
ne2(λ) = 2,0588 + 0,00838 / (λ2 - 0,01363) - 0,00607⋅λ2 |
|
Экспериментальные значения показателя преломления
| λ [мкм] | no | ne |
|---|---|---|
| 0,42 | 1,5058 | 1,4517 |
| 0,45 | 1,503 | 1,4493 |
| 0,48 | 1,5006 | 1,4474 |
| 0,5 | 1,4991 | 1,4462 |
| 0,532 | 1,4971 | 1,4445 |
| 0,56 | 1,4957 | 1,4434 |
| 0,59 | 1,4943 | 1,4422 |
| 0,61 | 1,4935 | 1,4414 |
| 0,6328 | 1,4928 | 1,4409 |
| 0,67 | 1,4915 | 1,4398 |
| 0,7 | 1,4907 | 1,4392 |
| 0,72 | 1,4902 | 1,4387 |
| 1,064 | 1,4838 | 1,434 |
Экспериментальные параметры генерации гармоник и суммарных частот
| Взаимодействие (длина волны, мкм) | θpm [°] | T [°C] | Δθint [°] | ΔT [°C] |
|---|---|---|---|---|
| SHG, o + o ⇒ e | ||||
| 0,946 → 0,473 | 90 | -15 | – | 5 |
| 0,5235 → 0,26175 | 65,8 | ~160 | – | – |
| 0,5321 → 0,26605 | 62 | ~140 | – | – |
|
|
61,4 | 20 | 0,23 | 6,2 |
| 1,0642 → 0,5321 | 29,5 | 20 | 0,043 | 52,7 |
| 1,3382 → 0,6691 | 27,7 | 20 | – | 68,7 |
| SFG, o + o ⇒ e | ||||
| 1,0642 + 0,26605 ⇒ 0,21284 | 67,3 | 20 | – | 3,6 |
| 1,547 + 0,221 ⇒0,19338 | 61,7 | 150 | – | – |
| 1,9079 + 0,2128 ⇒ 0,1914 | 55 | 20 | – | 1,2 |
| 1,0642 + 0,35473 ⇒ 0,26605 | 50,6 | 20 | – | 6,1 |
| 1,0642 + 0,5321 ⇒ 0,35473 | 39,1 | 20 | – | 18 |
| SHG, e + o ⇒ e | ||||
| 1,0642 ⇒0,5321 | 42,4 | 20 | – | 49,4 |
| SFG, e + o ⇒ e | ||||
| 1,9079 + 0,2128 ⇒ 0,1914 | 57,4 | 20 | – | 1,1 |
| 1,0642 + 0,5321 ⇒ 0,35473 | 48,9 | 20 | – | 17 |
- Преобразование частоты видимого и ближнего ИК лазерного излучения в УФ диапазон.
- Твердотельные ультрафиолетовые лазеры.
- Литография полупроводников.
- Печатные платы.
- Оптический параметрический генератор.
