选择激光器合适晶体的方法

Crystal Angle Tilting

NLO晶体主要是按普通的晶体平面方向切割, 所以调动n轴对提高转换效率并没有帮助. 然而在调动m轴, 一般为打点面, 则有明显的不同效果. 客户们必须在转动m轴时加倍留意 . 

    最佳晶体尺寸和切割 

    当选择NLO晶体时, 请尽量提供晶体的切割角度和尺寸. 不同的角度定向主会产生不同的非线性效果. 例如在I类倍频1064nm时, BBO的切割角度为θ=22.8度和Φ=0度.备注:θ为光轴和通光方向的极角. 而Φ则是与X轴和通光方向在XY平面上的投影方位角.  

晶体中的坐标图(K为光入射方向)

对于晶体尺寸, 一般是分为宽度(W), 高度(H)和长度(L), 常用写法是W×H×Lmm³. 晶体尺寸请小心设计因为价格和体积是成正比, 而且晶体长度是直接影响转换效率的关键. 至于晶体高度(H), 激光光束直径是为主要考虑因素. 最理想的高度是比光束直径稍为大一点如长1到2mm左右. 

晶体尺寸图

当设计理想晶体宽度时, 光束宽度和可调波长范围为主要考虑条件. 如是一单向NLO过程,例如是倍频532nm, 我们会选择W=H. 但如是可调的广阔波长NLO过程, 在染料激光器中用BBO作倍频440nm到660nm作例子, 晶体就需要从θ=36度调至θ=66.6度. 宽度(W)可由公式:H+2tan((66.6-36)/2)×L, 如设晶体高度(H)为4mm和长度(L)为7mm, W则大约是8mm左右. 

    每一NLO晶体都有其标准作为激光倍频时脉冲宽度长于奈秒(ns)的长度. 例如,BBO和KTP的标准长度为7mm和5mm. 然而在OPO和OPA中,BBO所需要的长度则为>12mm, 而在超快脉冲激光中的SHG和THG则要使用薄片晶体小于1mm.