BBO 普克爾斯電池，用于高重復(fù)率 Q 開(kāi)關(guān)和高功率脈沖拾取

從技術(shù)上講，我們應(yīng)該討論 β-BBO 以將其與 α-BBO 形式區(qū)分開(kāi)來(lái)，后者雖然在化學(xué)上相同，但在其晶體結(jié)構(gòu)中有一個(gè)對(duì)稱(chēng)中心，這使它失去了任何電光效應(yīng)（但它仍然是一種出色的偏振器）！為簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，我們從現(xiàn)在起將僅指代 BBO。

當(dāng)然，有相當(dāng)多的材料確實(shí)具有電光效應(yīng)，為給定應(yīng)用選擇最佳材料并不總是那么容易。這將取決于許多因素，但當(dāng)高功率處理很重要時(shí)，通常情況下 BBO 提供了迄今為止最好的解決方案。它具有從大約 200nm 到超過(guò) 2μm 的良好光學(xué)透明度，對(duì)于腔內(nèi)激光操作非常重要，提供高抗光學(xué)損傷能力，對(duì)于 1064nm 的1ns 脈沖，功率處理 >3GW/cm?^{2 。}平均功率處理能力也遠(yuǎn)高于其他材料，并且可以在數(shù)百瓦的平均功率水平和幾千瓦/厘米^{2的功率密度下使用 BBO 普克爾斯電池}

除了這種出色的功率處理能力外，BBO Q 開(kāi)關(guān)還具有非常低的壓電諧振水平。對(duì)于 Q 開(kāi)關(guān)，高達(dá) 50 甚至高達(dá) 100kHz 的激光器是實(shí)用的，對(duì)于電激勵(lì)脈沖非常短的脈沖拾取應(yīng)用，已證明極限 >5MHz（驅(qū)動(dòng)器受限）

與 RTP 的比較是相當(dāng)明顯的，因?yàn)樗鼈兌挤浅＿m合高重復(fù)率應(yīng)用。BBO 的優(yōu)點(diǎn)是光傳播是沿材料的光軸（Z 方向）進(jìn)行的，因此不存在靜態(tài)雙折射，熱穩(wěn)定性極佳。這與高晶體均勻性一起提供了高消光比，對(duì)于單晶器件，消光比通常約為 1,000:1 甚至更高。在 RTP 中，光傳播軸沿著 X 軸或 Y 軸，兩者都表現(xiàn)出雙折射，因此需要某種形式的雙折射補(bǔ)償。因此在 RTP 普克爾斯盒中更難實(shí)現(xiàn)如此高的對(duì)比度。

那么 BBO 不是幾乎所有應(yīng)用的首選 EO 材料肯定是有原因的嗎？有，那就是工作電壓。BBO 的電光系數(shù)非常低，因此對(duì)于給定的晶體尺寸，半波電壓將比幾乎任何類(lèi)似的普克爾斯盒高得多。例如，20mm 長(zhǎng)晶體的 3x3mm 橫截面在 1064nm 處的有效半波電壓約為 7kV，比類(lèi)似晶體尺寸的 RTP 普克爾斯盒高約 5 倍。盡管它是一種橫向場(chǎng)裝置，因此可以通過(guò)將晶體做得又長(zhǎng)又薄來(lái)提高靈敏度，但與孔徑相關(guān)的單個(gè)晶體的長(zhǎng)度存在實(shí)際限制。對(duì)于最大 5x5mm 的橫截面晶體，Z 方向的最大實(shí)用長(zhǎng)度為 25mm。對(duì)于孔徑大于 5 毫米但最大為 12 毫米的晶體，最大可用長(zhǎng)度為 20 毫米，對(duì)于更大的孔徑，長(zhǎng)度必須下降得更多。通常情況下，將電壓降低到可接受水平的唯一實(shí)用方法（尤其是使用較大孔徑的晶體）是串聯(lián)使用兩個(gè)晶體。這與 RTP 電池不同，沒(méi)有雙折射補(bǔ)償發(fā)生，而只是將可用電壓施加到串聯(lián)的兩個(gè)晶體，從而使產(chǎn)生的效果加倍。

雖然我們將制造幾乎任何實(shí)用的 BBO 普克爾斯盒來(lái)滿足您的要求，但我們嘗試使用許多標(biāo)準(zhǔn)尺寸和晶體組合。通常，這些器件安裝在直徑為 35mm 的封裝中，其長(zhǎng)度由所用 BBO 晶體的總長(zhǎng)度決定。例外情況是需要帶同軸連接器的封裝，無(wú)論是出于安全考慮（在開(kāi)放式工作臺(tái)上使用）還是出于驅(qū)動(dòng)方案的原因（例如通過(guò)連接的驅(qū)動(dòng)器）或水冷設(shè)備的情況（見(jiàn)下文） ).?無(wú)論使用哪種封裝方式，通常都必須用光學(xué)窗口密封，因?yàn)?BBO 具有輕微的吸濕性，不能承受高濕度下的操作，光學(xué)面不會(huì)隨著時(shí)間的推移而退化。如果環(huán)境得到精心控制且濕度較低，

標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備與我們的大多數(shù)橫向場(chǎng)普克爾盒一樣，通過(guò)定義材料、孔徑、晶體長(zhǎng)度和任何 AR 涂層規(guī)格的部件號(hào)指定。長(zhǎng)度為 25mm 且?guī)в?1064nm 增透膜的 4mm 孔徑晶體的型號(hào)為 BBO-4-25-AR1064。晶體長(zhǎng)度大于??20或25mm（取決于孔徑）的型號(hào)將是雙晶電池，例如BBO-6-40-AR800。

Leysop一般/典型規(guī)格

* 可提供高達(dá) 12mm 的更大孔徑，但工作電壓的實(shí)際限制提供了一些限制，例如，即使是四分之一波操作也可能需要雙晶電池。
** 對(duì)于其他晶體尺寸，電壓將與孔徑成線性比例，與長(zhǎng)度成反比。
*** 由于電壓限制，更長(zhǎng)的波長(zhǎng)可能會(huì)對(duì)孔徑施加限制。