LBO結晶

説明

基本プロパティ

室温でのSHGとTHG:

LBO は、タイプ I またはタイプ II の相互作用を使用して、Nd:YAG および Nd:YLF レーザーの SHG および THG に対して位相整合可能です。室温での SHG の場合、タイプ I の位相整合が達成され、551 nm から約 2600 nm の広い波長範囲で、主 XY および XZ 平面で最大有効 SHG 係数を持ちます (図 2 を参照) (有効 SHG 係数については表 2 を参照)。
最適なタイプ II 位相整合は、主 YZ 平面と XZ 平面にあります (図 2 を参照) (有効 SHG 係数については表 2 を参照)。
CASTECH の LBO 結晶を使用することで、パルス Nd:YAG レーザーで 70% 以上、cw Nd:YAG レーザーで 30% を超える SHG 変換効率、およびパルス Nd:YAG レーザーで 60% を超える THG 変換効率が観測されています。

室温でのSHGおよびTHGのアプリケーション:

• 2 W モードロック Ti:サファイア レーザー (<2 ps、82 MHz) の周波数を 2 倍にすることで、395 nm で 480 mW を超える出力が生成されます。
• タイプⅡの 18 mm 長 LBO 結晶で Q スイッチ Nd:YAG レーザーの SHG により、80 W を超える緑色出力が得られます。
• ダイオード励起 Nd:YLF レーザー (>500 μJ @1047 nm、<7 ns、0-10 KHz) の周波数倍増は、長さ 9 mm の LBO 結晶で 40% を超える変換効率に達します。
• 187.7 nm の VUV 出力は、和周波生成によって得られます。
• Q スイッチ Nd:YAG レーザーの共振器内周波数を 3 倍にすることで、355 nm で 2 mJ/パルスの回折限界ビームが得られます。

LBOの非臨界位相整合:

表 3 に示すように、LBO の非臨界位相整合 (NCPM) は、ウォークオフがなく、非常に広い許容角度と最大の有効係数を特徴としています。これにより、LBO が最適な状態で動作することが促進されます。パルス Nd:YAG レーザーでは 70% 以上、CW Nd:YAG レーザーでは 30% を超える SHG 変換効率が得られ、出力安定性とビーム品質も良好です。
図3に示すように、室温では、それぞれX軸とZ軸に沿ってタイプIとタイプIIの非臨界位相整合を達成できます。
CASTECH は、NCPM アプリケーション用のオーブンと温度コントローラーのアセンブリを開発しています。詳細な技術データについては、72 ページを参照してください。

NCPM のアプリケーション:

• 25 W Antares モードロック Nd:YAG レーザー (76 MHz、80 ps) の外部共振器 SHG により、532 nm で 11 W を超える平均出力が得られました。
• 医療用マルチモード Q スイッチ Nd:YAG レーザーの周波数を 2 倍にすることで、20 W の緑色出力が生成されました。入力電力が高ければ、緑色出力も高くなることが期待されます。

LBO の OPO と OPA:

LBO は、広範囲に調整可能な波長範囲と高出力を備えた OPO および OPA 用の優れた NLO 結晶です。308 nm の Nd:YAG レーザーと XeCl エキシマ レーザーの SHG と THG によって励起される OPO と OPA が報告されています。タイプ Ⅰ とタイプ Ⅱ の位相整合の独自の特性と NCPM は、LBO の OPO と OPA の研究と応用に大きな余地を残しています。図 4 は、室温で XY 平面で Nd:YAG レーザーの SHG、THG、FOHG によって励起された LBO の計算されたタイプ Ⅰ OPO チューニング曲線を示しています。図 5 は、XZ 平面で Nd:YAG レーザーの SHG と THG によって励起された LBO のタイプ Ⅱ OPO チューニング曲線を示しています。

OPOおよびOPAの申請:

• 355 nm で励起された OPO により、540 ～ 1030 nm の調整可能な波長範囲と非常に高い全体変換効率が得られました。
• 355 nm で励起され、励起から信号へのエネルギー変換効率が 30% のタイプ Ⅰ OPA が報告されています。
• 308 nm の XeCl エキシマレーザーで励起されたタイプ Ⅱ NCPM OPO は 16.5% の変換効率を達成しており、さまざまな励起源と温度調整により適度な波長範囲の調整が可能です。
• NCPM技術を使用することで、532 nmのNd:YAGレーザーのSHGで励起されたタイプI OPAも、106.5℃から148.5℃までの温度調整によって750nmから1800nmまでの広い調整範囲をカバーすることが観察されました。
• タイプⅡ NCPM LBO を光パラメトリック発生器 (OPG) として使用し、タイプⅠ 臨界位相整合 BBO を OPA として使用することで、354.7 nm で 4.8 mJ、30 ps レーザーで励起した場合に、狭い線幅 (0.15 nm) と高い励起対信号エネルギー変換効率 (32.7%) が得られました。LBO の温度を上げるか、BBO を回転させることにより、482.6 nm から 415.9 nm までの波長調整範囲がカバーされました。

LBOのスペクトルNCPM:

LBO 結晶では、角度変化に対する通常の非臨界位相整合 (NCPM) だけでなく、スペクトル変化に対する非臨界位相整合 (SNCPM) も実現できます。図 2 に示すように、位相整合のトレース位置は、タイプ Ⅰ の場合 λ 1 = 1.31 μm、θ = 86.4 °、Φ = 0 °、タイプ Ⅱ の場合 λ 2 = 1.30 μm、θ = 4.8 °、Φ = 0 ° です。これらの位置での位相整合は、λ 1と λ 2で非常に大きなスペクトル受容 Δλ を持ち、それぞれ 57 nm·cm と 74 nm·cm で、他の NLO 結晶よりもはるかに大きいです。これらのスペクトル特性は、一部のダイオード レーザーや、線幅を狭めるコンポーネントのない一部の OPA/OPO 出力など、1.3 μm 付近の広帯域コヒーレント放射を倍増するのに非常に適しています。

ARコーティング:

CATECH は以下の AR コーティングを提供しています。

• 1064 nmのSHG用LBOのデュアルバンドARコーティング（DBAR）、1064 nmのTHG用LBOの周波数3倍反射防止コーティング
• 低反射率（R<0.2% @1064 nm、R<0.5% @532 nm、R<0.5% @355 nm）;リクエストに応じて、R<0.05% @1064 nmおよびR<0.1% @532 nmの超低反射率も利用可能
• 波長可変レーザーのSHG用LBOの広帯域ARコーティング（BBAR）
• IBS、IADコーティング法はリクエストに応じて利用可能です
• 高いダメージ閾値
• 長い耐久性
• ご要望に応じて他のコーティングもご利用いただけます

LBO のパラメータ:

注：

• LBO は湿気の影響を受けにくい素材です。LBO の使用と保存の両方において、乾燥した環境を保つことをお勧めします。
• LBO の研磨面には、損傷を防ぐための予防措置が必要です。
• CASTECH のエンジニアは、パルスあたりのエネルギー、パルス レーザーのパルス幅と繰り返し率、CW レーザーの電力、レーザー ビームの直径、モード条件、発散、波長調整範囲など、レーザーの主なパラメータに基づいて、最適な結晶を選択して設計できます。
• 薄い結晶の場合、CASTECH はフリーホルダーを提供できます。

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