LBO晶體
◇ 可透光波段范圍寬（160—2600nm）
◇ 光學均勻性好，內部包絡少
◇ 倍頻轉換效率較高(相當于KDP晶體的3倍）
◇ 高損傷域值（1.3ns脈寬的1053nm激光可達10GW/cm2)
◇ 接收角度寬，離散角度小
◇ I,II類非臨界相位匹配（NCPM）的波段范圍寬
◇ 光譜非臨界相位匹配（NCPM）接近1300nm
. 二倍頻方面:
1. 醫用與工業用途的Nd:YAG激光
2. 科研與軍事用途的高功率Nd:YAG與Nd:YLF激光
3. Nd:YVO4,Nd:YAG和Nd:YLF激光的泵浦
4. 紅寶石,Ti:Sappire與Cr:LiSAF激光
. 三倍頻方面:
1. Nd:YAG與Nd:YLF激光
2. 光學參量放大器(OPA)與光學參量振蕩器(OPO)
3. 高功率1340nm的Nd:YAP激光的二,三倍頻
表1 LBO晶體的物理和化學特性
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晶體結構
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斜方晶系, 空間群Pna21, 點群mm2
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晶格參數
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a=8.4473A,b=7.3788A,c=5.1395A,Z=2
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熔點
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約834℃
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莫氏（Mohs）硬度
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6
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密度
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2.47g/cm3
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熱膨脹系數
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αx=10.8x10-5/K, αy=-8.8x10-5/K,αz=3.4x10-5/K
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吸收系數
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＜0.1%/cm at 1064nm
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LBO 屬負雙軸晶體， 主軸X,Y,Z (nz＞ny＞nx) 分別與結晶軸a,c,b平行。 表2. 給出了LBO晶體在不同波長下的折射系數。折射系數與波長的關系可用塞米爾（Selleimer） 方程式表示如下(λ表示μm)：
n2x=2.454140+0.011249/(λ2-0.011350)-0.014591λ2-6.60×10-5λ4
n2y=2.539070+0.012711/(λ2-0.012523)-0.018540λ2+2.00×10-4λ4
n2z=2.586179+0.013099/(λ2-0.011893)-0.017968λ2-2.26×10-4λ4
在1.064um光下，LBO晶體的有效SHG系數是KDP的3倍. 點群mm2的LBO晶體的非零非線性（光學）極化率 計算如下：
d31=1.05±0.09pm/V
d32=-0.98±0.09pm/V
d33=0.05±0.006pm/V
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表2. 主要折射系數
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波長(nm)
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nx
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ny
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nz
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1064
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1.5656
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1.5905
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1.6055
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532
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1.5785
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1.6065
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1.6212
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355
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1.5973
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1.6286
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1.6444
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LBO的光損傷閾值是常用無機非線性光學晶體中最高的。因此，它是高功率二次諧波發生器和其他非線性光學應用的最佳選擇。表3將LBO與其他常用晶體在1.3ns 1053nm Nd:YLF激光下的光損傷閾值進行了比較。
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表3. LBO晶體 1053nm光損傷閾值
（晶體能量密度(J/cm2)及功率密度(GW/cm2) 比率）
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晶體
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能量密度 (J/cm2)
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功率密度(GW/cm2)
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比率
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KTP
KDP BBO LBO |
6.0
10.9 12.9 24.6 |
4.6
8.4 9.9 18.9 |
1.00
1.83 2.15 4.10 |
LBO 可用于Nd:YAG和Nd:YLF激光二、三倍頻的相位匹配，I類、II類匹配皆可。在室溫下，二次諧波可達到I類匹配，在551nm至3000nm的較大波長范圍內，最大的有效倍頻系數在XY和XZ面上（見圖1）為：
deff(I)=d32cosφ ----(in XY plane)
deff(I)=d31cos2θ+d32sin2θ ----(in XZ plane)
LBO晶體最佳II類匹配的有效倍頻系數在YZ和XZ面上（見圖2）為：
deff(II)=d31cosθ ----(in YZ plane)
deff(II)=d31cos2θ+d32sin2θ ----(in XZ plane)
使用LBO的Nd:YAG激光在脈沖模式下獲得的二次諧波轉換率大于70%，三次諧波轉換率大于60%，在連續模式下獲得的二次諧波轉換率大于30%。
◇ 對2W鎖模鈦寶石激光(＜2ps, 82MHz)倍頻可輸出功率大于480mW的395nm波長激光，利用5x3x8 mm3 尺寸的LBO晶體可獲得的波長范圍在700-900nm。
◇ 使用II類18mmLBO晶體的調Q Nd:YAG激光倍頻可得到功率大于80W的綠色光。
◇ 使用9mmLBO晶體的泵浦Nd:YLF激光(＞500μJ @1047nm,＜7ns,0-10KHz)倍頻轉換率大于40％。
◇ 利用LBO晶體和頻效應可獲得187.7nm波長的真空紫外光。
◇ 對調QNd:YAG激光進行腔內三倍頻可獲得輸出脈沖能量2mJ的衍射極限光束。
LBO晶體的非臨界相位匹配具有無離散、接受角度寬、有效系數大的特點，充分利用這一特性可使LBO發揮最佳功效。 使用LBO的Nd:YAG激光在脈沖模式下獲得的二次諧波轉換率大于70%，在連續模式下獲得的二次諧波轉換率大于30%，且光束質量好，輸出穩定。
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表 4. 1064nm光 I 類NCPM SHG特性
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NCPM 溫度
接受角 離散角 溫度線寬 有效SHG系數 |
148℃
52 mrad-cm1/2 0 4℃-cm 2.69d36(KDP) |
如圖2所示，室溫下LBO晶體可在X軸和Z軸方向分別獲得I類和II類非臨界相位匹配。而且，NCPM頻率有可能在X軸或Z軸方向上使波長同時加倍。
圖3還給出了LBO晶體在900nm-1700nm較寬基波范圍內的溫度調諧NCPM測量結果。Nd:YAG1064nm激光NCPM SHG特性在表4列出.
◇ 對25W Antares鎖模Nd:YAG激光(76MHz,80ps)腔外倍頻可獲得平均功率大于11W的532nm激光。
◇ 醫用多模調QNd:YAG激光倍頻可輸出20W的綠色光，輸入功率越大輸出功率越高。
◇ LBO 能達到1300nm波長的溫度調諧NCPM 和較大帶寬的波譜NCPM。1300nm的Nd激光倍頻輸出紅色光的性能較好。
LBO應用在OPO和OPA中具有較寬的調諧波長范圍和較高功率的特點，是一種性能優異的非線性光學晶體?，F已有應用308nmNd:YAG激光和XeC1受激準分子激光二、三倍頻泵浦的光學參量放大器（OPA）和光學參量振蕩器（OPO）的報道。LBO I, II類相位匹配及NCPM的特性為其在OPO和OPA領域的深入研究和應用提供了廣闊的空間。圖4提供了在室溫下XY面上Nd:YAG激光二、三、四倍頻泵浦的LBOI類OPO調諧曲線。圖5是在YZ面和XZ面由Nd:YAG激光二、三倍頻泵浦的LBOII類OPO調諧曲線。
◇ OPO可由355nm波長光實現相當好的轉換效率以及輸出540-1030nm范圍的波長。
◇ 有報道I類LBO晶體OPA可由355nm波長光實現30%pump-to-signal 能量轉換率。
◇ II類NCPM LBO晶體OPO可由308nmXeC1 受激準分子激光泵浦實現16.5％的能量轉換率，根據不同的泵源和溫度調諧可獲得一定范圍內的波長調諧。
◇ 利用NCPM技術, I類LBO晶體OPA可在106.5℃-148.5℃溫度下由532nm波長Nd:YAG激光倍頻泵浦輸出從750nm-1800nm的可調范圍波長。
◇ 以II類的NCPM LBO 作為光學參量發生器(OPG)，I類臨界相位BBO作為光學參量放大器（OPA），用4.8mJ, 30ps，354.7nm波長的激光泵浦，可獲得較窄的線寬(0.15nm) 和較高的pump-to-signal 能量轉換率(32.7%) 。通過提高LBO的溫度和旋轉BBO可得到波長從482.6nm-415.9nm 的光。
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波前畸變
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小于 λ/8 @ 633nm
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尺寸公差
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(W±0.1mm)x(H±0.1mm)x(L+0.5/-0.1mm) (L≥2.5mm)
(W±0.1mm)x(H±0.1mm)x(L+0.1/-0.1mm) (L<2.5mm) |
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通光孔徑
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90% 中央直徑
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平面度
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λ/8 @ 633nm
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光潔度
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10/5 to MIL-PRF-13830B
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平行度
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優于20秒
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垂直度
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5 分
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角度偏差
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△θ≤±0.25°,△φ≤±0.25°
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損傷閾值(GW/cm2)
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>10 for 1064nm, TEM00, 10ns, 10HZ (polished only)
>1 for 1064nm, TEM00, 10ns, 10HZ (AR-coated) >0.5 for 532nm, TEM00, 10ns, 10HZ (AR-coated) |
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品質保證期
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一年內正常使用
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備注
1. LBO晶體的潮解性較低，建議用戶在干燥的環境中使用和保存晶體。
2. 勿損傷LBO晶體拋光面。