YCOB - нелинейные кристаллы
- Параллелизм: 30".
- Апертура: 90%.
- Толщина от 4 до 6 мм.
- Размеры 10 x 10, 18 x 18 мм.
YCOB является одним из наиболее широко используемых нелинейно-оптических кристаллов. Его нелинейно-оптический коэффициент эквивалентен коэффициентам кристаллов BBO и LBO. Эффективные коэффициенты умножения частоты второго и третьего порядка достигают 2,8 и 1,4 раза от KDP соответственно.
Кристалл YCOB обладает следующими преимуществами: большая апертура, высокая интенсивность повреждений в фемтосекундном режиме, около 2000 - 2500 ГВт/см2, широкий диапазон допустимых углов и температур, малый угол дисперсии, короткий период роста методом Cz. В то же время он обладает стабильными физико-химическими свойствами и хорошими свойствами для процесса обработки. Поэтому считается, что он имеет хорошие перспективы применения в качестве кристалла умножителя оптической частоты в сине-зеленом и ультрафиолетовом диапазонах.
Одним из последних технических достижений является генерация зеленого излучения мощностью 2,35 Вт (λ = 532 нм) в кристалле длиной 1,2 см (θ = 64,5◦, φ = 35,5◦) с помощью межполосного СВГ диодной решетки с торцевой накачкой Nd:YVO4-лазера (P = 5,6 Вт).
Другим аналогичным применением является THG излучения NdYVO4-лазера. Используя кристалл KTP для удвоения частоты и кристалл YCOB длиной 1,1 см (θ = 106◦, φ =77,2◦), удалось получить 124 мВт квазинепрерывный режим излучения (частота повторения импульсов 20 кГц) на длине волны 355 нм.
- Высокое удельное электрическое сопротивление.
- Высокая температурная чувствительность.
- Высокий порог лазерного повреждения.
- Малая анизотропия.
- Малый коэффициент теплового расширения.
- Малая параметрическая люминесценция.
Физические и химические свойства
| Параметр | Значение | Ед. Измерениия |
|---|---|---|
| Формула |
YCa4O(BO3)3 |
|
| Кристаллическая структура |
Моноклинная, точечная группа симметрии m |
|
|
Константа решетки |
a = 8,0770Å b = 16,0194Å c = 3,5308Å Z = 2 |
|
| Плотность | 3,31 | г/см3 |
| Температура плавления | 1510 | °C |
| Теплопроводность |
2,60 (||X) 2,33 (||Y) 3,10 (||Z) |
Вт⋅м-1⋅К-1 |
| Твердость по шкале Мооса | 6 - 6,5 |
|
Экспериментальные значения эффективных нелинейных оптических эффектов второго порядка в кристаллах YCOB (генерация второй гармоники, тип I, 1,0642 мкм → 0,5321 мкм)
| Направление фазового синхронизма | deff [пм/В] |
|---|---|
| θ = 90°, Φ = 35,3° (плоскость XY) | 0,39 |
| θ = 90°, Φ = 35° (плоскость XY) | 0,42 |
| θ = 31,7°, Φ = 0° (плоскость XZ) | 0,78 |
| 1,03 | |
| θ = 148,3°, Φ = 0° (плоскость XZ) | 1,36 |
| 1,44 | |
| θ = 65°, Φ = 36,5° | 1,14 |
| θ = 65,9°, Φ = 36,5° | 0,91 |
| θ = 66,3°, Φ = 143,5° | 1,45 |
| θ = 67°, Φ = 143,5° | 1,73 |
| θ = 66°, Φ = 145° | 1,8 |
Экспериментальные значения внутренних угловых ширин полос для ГВГ и ГСЧ в главных плоскостях кристалла YCOB
| Тип взаимодействия | Длина волны взаимодействия | φpm [°] | θpm [°] | Δφint [°] | Δθint [°] |
|---|---|---|---|---|---|
| Плоскость XY, θ = 90° | |||||
| ГВГ, o + o ⇒ e | 1,0642 ⇒ 0,5321 | 35 | – | 0,09 | – |
| ГВГ, e + o ⇒ e | 1,0642 ⇒ 0,5321 | 73,4 | – | 0,32 | – |
| ГСЧ, o + o ⇒ e | 1,0642 + 0,5321 ⇒ 0,3547 | 73,2 | – | 0,11 | – |
| Плоскость YZ, φ = 90° | |||||
| ГВГ, e + o ⇒ o | 1,0642 ⇒ 0,5321 | 58,7 | – | 0,74 | |
| ГСЧ, e + e ⇒ o | 1,0642 + 0,5321 ⇒ 0,3547 | 58,7 | – | 0,19 | |
| Плоскость XZ, Φ = 0° | |||||
| ГВГ, o + o ⇒ e | 1,0642 ⇒ 0,5321 | 31,7 | – | 0,08 | |
Экспериментальные значения угла фазового синхронизма (T = 293 K)
| Длина волны взаимодействия [мкм] | Φэксп [°] |
|---|---|
| Плоскость XY, θ = 90° | |
| ГВГ, o + o → e | |
| 1064 → 532 | 35 |
| 738 → 369 | 77,3 |
| ГВГ, тип I, вдоль Y | |
| 724 → 362 | 90 |
| ГСЧ, o + o → e | |
| 1064 + 532 → 355 | 75,2 |
| ГВГ, тип II, вдоль Y | |
| 1030 → 515 | 90 |
| ГСЧ, e + o → e | |
| 1908 + 1064 → 683 | 81,2 |
- SHG (генерация второй гармоники), THG (генерация третьей гармоники).
- OPO (оптический параметрический осциллятор).
- OPA (оптическое параметрическое усиление).
- OPCPA (оптическое параметрическое усиление чирпированных импульсов).
- Пьезоэлектрические датчики ускорения.
- Датчики давления.
- Газовые датчики.
