LBO晶體的故事：它們是什么？

LBO晶體(三硼酸鋰, LiB3O5)是一種具有非常優良品質的非線性功能晶體材料。是目前應用比較廣泛的一種倍頻器件，其晶體內部光學均勻性良好、具有較寬的透過光譜范圍、較高的非線性耦合特性、較高的匹配效率和激光損傷閾值以及良好的化學和機械加工性能，廣泛運用于高功率倍頻、三倍頻、四倍頻及和頻、差頻等重點領域。其次，它在參量振蕩、參量擴大、光波導及電光效應上也擁有良好的應用前景。目前國際上最廣泛的用途是用于將中高功率1064nm激光二倍頻至532nm綠光，或是將1064nm激光三倍頻至355nm紫外激光以及用于OPO系統上。

LBO 的特殊之處在于它結合了從紫外線到遠紅外線的廣泛透明度范圍和極高的損傷閾值。高損傷閾值在許多光學應用中尤其重要，因為它可以處理高功率激光器而不會惡化或導致設備故障。這種令人難以置信的功能組合使得 LBO 在眾多光學系統中得到廣泛使用，使其成為非線性光學領域名副其實的超級明星。事實上，如果您深入研究許多現代激光系統的核心，您可能會發現 LBO晶體不知疲倦地工作，以真正令人驚嘆的效率和穩定性水平轉換和操縱光。簡而言之，LBO 是一種改變游戲規則的非線性光學晶體，在當今的光學領域不可或缺。

圖 1. LBO非線性晶體OPO

應用范圍：LBO晶體用于哪些領域？

LBO晶體鞏固了其作為激光行業不可或缺的一部分的地位，為激光技術的進步做出了重大貢獻。 LBO晶體具有高損傷閾值和出色的光學均勻性，可以承受高功率激光系統中常見的高強度輸出，有效地使這些系統能夠實現最佳性能，而不會損壞其組件。這些晶體在倍頻領域大放異彩，倍頻是最常見的非線性光學過程之一。在這里，它們將一個頻率的光轉換為兩倍頻率的光，從而使波長減半。這一過程對于制造不同顏色的激光器至關重要，并將其用途擴展到各種應用。這包括但不限于醫療程序、激光顯示系統、光學數據存儲，甚至高級研究。 LBO晶體在這些過程中不可或缺，不僅刺激了激光技術的發展，而且徹底改變了其適用性，使激光成為我們日常生活各個方面的常見特征，主要應用包括：

二倍頻方面：

• 醫用與工業用途的Nd:YAG激光；

• 科研與軍事用途的高功率Nd:YAG與Nd:YLF激光；

• Nd:YVO4、Nd:YAG和Nd:YLF激光的泵浦；

• 紅寶石、Ti:Sappire與Cr:LiSAF激光。

三倍頻方面：

• Nd:YAG與Nd:YLF激光；

• 光學參量放大器（OPA）與光學參量振蕩器（OPO）；

• 高功率1340nm的Nd:YAP激光的二、三倍頻。

LBO晶體還在參量振蕩、參量擴大、光波導及電光效應等方面具有良好的應用前景。

LBO晶體的誕生：它們是如何制造的？

LBO晶體在834℃左右會發生分解反應，生成2Li2O?5B2O3，因此不能用純熔體生長方法進行晶體生長，如提拉法、下降法等，只能用助熔劑法進行晶體生長。生長LBO晶體的助熔劑比較多，有LiF、Li2O、B2O3、MoO3等。其中MoO3是一種很好的助熔劑，但單純用MoO3，溶液會很不穩定，在晶體生長過程很容易出現雜晶、浮晶等，因此需要加入其它熔劑，即用組合熔劑進行生長。LBO晶體是用助熔劑法生長，不可避免會有極其微細的溶液包裹進入晶體內，生長后的晶體在綠光激光的照射下，會觀測到較粗的散射通道，其體吸收值可達幾十到上百ppm/cm。LBO晶體的制造過程證明了科學創新的高度。 Flux 方法是 LBO晶體制造的基石，是一個細致的過程，涉及原材料的精確混合、嚴格的溫度控制和精心管理的化學環境。它首先在坩堝中混合經過良好校準的鋰、硼和氧。然后將該混合物暴露于精確控制的熱循環中，誘導晶體的生長。這種精心設計的溫度分布確保混合物以均勻的方式凝固，形成單晶結構。通量法的一個關鍵方面是溫度梯度，它對晶體的尺寸和質量有重大影響。確保穩定的溫度梯度對于獲得大型、高質量的 LBO晶體至關重要。最后，當晶體生長到所需尺寸后，根據其預期用途對其進行收獲、切割、拋光和涂層。這種嚴格而嚴格的工藝使 LBO晶體在尺寸和質量之間達到了完美的平衡，體現了這些晶體令人難以置信的光學特性。

圖2.LBO晶體

談談光學：LBO晶體的光學特性是什么？

當談到 LBO晶體的光學特性時，它們確實提供了令人印象深刻的產品組合。從深紫外到遠紅外光譜的寬透明度范圍使 LBO晶體能夠與大量激光光源相互作用，從而增強了其在不同應用中的多功能性。最重要的是，高損傷閾值（LBO晶體能夠承受高強度激光束而不影響其結構或性能）是一個備受贊賞的品質，特別是在高功率激光應用中。此外，LBO晶體擁有較大的非線性系數。這一特性在倍頻等非線性光學過程中至關重要，它有助于將入射光有效地轉換為不同的頻率。廣泛的接受角度進一步豐富了它們的光學吸引力。此功能可實現更顯著的光交互，并最大限度地減少光束對準的要求，從而簡化整體操作。最后但并非最不重要的一點是，高光學均勻性可確保光在晶體中均勻傳播，從而獲得更好的光束質量和更少的失真。這種卓越的光學特性的融合使 LBO晶體能夠滿足并超越現代光學的需求，為光領域的突破性發現和創新奠定了基礎。高質量的 LBO晶體應該具備以下特性：

• 高光學質量：LBO晶體應該具有高的光學透過率、低的散射和吸收，以確保激光的高效傳輸和轉換。

• 高非線性系數：LBO晶體的非線性系數應該盡可能高，以提高激光的轉換效率和輸出功率。

• 高激光損傷閾值：LBO晶體應該具有高的激光損傷閾值，以抵抗高功率激光的照射，避免晶體損壞。

• 良好的熱穩定性：LBO晶體應該具有良好的熱穩定性，以保證在高溫環境下的正常工作。

• 良好的機械穩定性：LBO晶體應該具有良好的機械穩定性，以抵抗機械沖擊和振動，避免晶體破裂。

• 均勻性好：LBO晶體應該具有良好的均勻性，以確保激光的輸出功率和光束質量的穩定性。

總之，高質量的 LBO晶體應該具備高光學質量、高非線性系數、高激光損傷閾值、良好的熱穩定性、良好的機械穩定性和均勻性等特性，以滿足不同的激光應用需求。

圖 3. LBO非線性晶體SHG

晶體比較：LBO晶體與其他非線性光學晶體相比如何？

當與其他非線性光學晶體相比時，LBO晶體毫無疑問地堅守陣地。其廣泛的透明度范圍是超越該領域大多數其他晶體的獨特特征。這種廣泛的范圍使它們能夠與不同的激光源交互，從而在各個科學和工業領域開辟了廣泛的應用范圍。另一個顯著的特征是它們的高損傷閾值。許多光學系統，特別是涉及高功率激光器的光學系統，需要能夠承受高能級的晶體。在這里，LBO晶體真正閃耀。它們能夠承受高強度激光輸出而不造成持續損壞或退化，這是一個巨大的優勢，使它們成為高功率應用的首選。此外，LBO晶體表現出較大的接受度和較小的離散角。這些特性最大限度地降低了光學系統的對準靈敏度，并確保更好的光束傳播。這些特性帶來的不太嚴格的對準要求和更好的光束質量通常使 LBO晶體比其他非線性光學晶體更有利。總之，LBO晶體提供的性能和耐用性的獨特結合使其在非線性光學領域中脫穎而出。

做出正確的選擇：如何為您的應用選擇正確的非線性光學晶體？

選擇正確的非線性光學晶體（包括 LBO）是您應用成功的關鍵一步。然而，該過程涉及對幾個關鍵因素的仔細評估。首先，晶體的尺寸起著關鍵作用。更大的晶體可以適應更高的功率水平，使其適合高功率應用。晶體的接收角是另一個關鍵決定因素。具有較大接收角的晶體（例如 LBO）所需的對準精度較低，因此更容易集成到您的系統中。晶體的損傷閾值同樣重要，特別是在高功率激光系統中。 LBO晶體具有高損傷閾值，使晶體能夠承受強光而不造成持續損壞，從而提高光學裝置的使用壽命和可靠性。此外，激光系統的性質是一個關鍵因素。您需要考慮激光源的波長和功率，并選擇在給定波長下透明且能夠承受激光功率的晶體。最后，還需要考慮晶體的熱穩定性、光學均勻性和非線性光學系數等其他因素。所有這些因素共同影響光學系統的性能和效率，使得選擇正確的非線性光學晶體成為成功實現應用的決定性一步。

圖 4. LBO非線性晶體傳輸

激光與光：LBO晶體在激光技術中的應用是什么？

LBO晶體在激光技術領域享有盛譽，其用途廣泛，可塑造激光和光的未來。 LBO晶體通常被稱為高功率激光器的心臟，在這些激光系統的復雜工作中發揮著重要作用。由于其高損壞閾值，它們使這些高功率系統能夠實現峰值性能，同時確保耐用性。最常見的應用之一是倍頻，其中 LBO晶體有效地轉換高功率激光的頻率，有效地將波長減半，并為激光應用開辟了一系列可能性。此外，LBO晶體對光學參量振蕩領域做出了重大貢獻，這是產生可調諧光源的重要過程。在這里，它們充當入射光產生兩個新光束的平臺，每個光束攜帶不同的頻率。此外，和頻混頻（將兩個不同頻率組合起來生成新頻率的過程）也嚴重依賴于 LBO晶體。這一過程對于產生各種顏色的激光、拓寬激光顯示器、醫療應用等的視野至關重要。總體而言，LBO晶體與激光技術的集成突破了我們用光所能實現的界限，照亮了通往更光明、更光明的未來的道路。

感受熱量：LBO晶體的熱穩定性如何？

LBO晶體以其卓越的熱穩定性而著稱，這一品質使其與眾不同，并使其在許多光學系統中不可或缺。特別是在處理高功率激光器時，熱穩定性至關重要。激光系統會產生大量熱量，如果沒有適當的熱阻，晶體可能會退化甚至失效。但 LBO Crystals 立場堅定。它們可以承受大量熱量，而不會造成任何顯著的性能損失，從而確保您的光學系統即使在苛刻的情況下也能保持可靠和高效。除了高功率激光器之外，這種熱穩定性還將 LBO晶體的適用性擴展到具有不同溫度條件的各種環境。無論是低溫科學實驗還是高溫工業過程，您都可以依靠 LBO晶體來提供一致的性能。它們在很寬的溫度范圍內保持非線性光學特性的能力進一步增強了它們的多功能性。這種抗熱效應的實現得益于其獨特的晶體結構，即使在巨大的熱應力下也能保持穩定和不變。從本質上講，LBO晶體的熱穩定性證明了其彈性和可靠性，使其成為全球科學家和工程師的最愛。

最佳操作：LBO晶體在什么條件下最穩定？

LBO晶體在各種條件下都能保持穩定性，展現出其多功能性和彈性。然而，它們的最佳性能通常是在某些溫度和壓力參數下實現的。然而，這些條件并不是一成不變的，很大程度上取決于晶體的預期應用和激光系統設計的復雜性。一般來說，從溫度來看，LBO晶體表現出高熱穩定性，并在很寬的溫度范圍內持續有效地發揮作用。這一廣泛的范圍允許靈活的系統設計，并確保即使在波動的溫度條件下晶體性能也不會受到影響。在壓力環境下，LBO晶體通常在大多數光學應用中在環境壓力條件下使用。它們在這些條件下保持其結構完整性和光學特性，確保可靠的性能。然而，如果應用需要，這些晶體也可以承受一定的高壓條件。始終建議咨詢晶體專家或參考特定制造商指南，以確定適合您的特定 LBO晶體和應用的最佳條件。綜上所述，LBO晶體的穩定性和性能受到多種因素的影響。然而，它們固有的靈活性和對各種條件的適應性使它們與眾不同，使其成為眾多應用的可靠選擇。

成本影響：LBO晶體的成本是多少，在購買時應該注意哪些問題？

在購買 LBO晶體時，以下是一些需要注意的問題：

1. 晶體質量：LBO晶體的質量是影響其性能的關鍵因素。在購買時，應該選擇質量好、光學性能穩定的晶體，以確保其在使用過程中能夠達到預期的效果。

2. 晶體尺寸：LBO晶體的尺寸會影響其適用范圍和使用效果。在購買時，應該根據自己的需求選擇合適的尺寸。

3. 晶體品牌：不同品牌的 LBO晶體在質量和性能方面可能存在差異。在購買時，應該選擇知名品牌的產品，以確保其質量和性能。

4. 價格：LBO晶體的價格會受到多種因素的影響，如晶體質量、尺寸、品牌等。在購買時，應該根據自己的預算選擇合適的產品。

5. 售后服務：在購買LBO晶體時，應該選擇提供良好售后服務的供應商或制造商，以確保在使用過程中能夠得到及時的技術支持和維護服務。

總之，在購買LBO晶體時，應該綜合考慮晶體質量、尺寸、品牌、價格和售后服務等因素，選擇合適的產品。同時，建議在購買前與供應商或制造商進行充分溝通，了解產品的詳細信息和使用注意事項。盡管是優質產品，但其卓越的性能往往證明投資是值得的。

結論

探索 LBO晶體的世界既有趣又富有洞察力。它們獨特的性能和廣泛的應用證明了它們在光學及其他領域日益增長的重要性。當我們繼續利用這些非凡晶體的力量時，人們只能預見它們承諾為我們的未來帶來的非凡進步。如果您需要對高功率二極管泵浦固體激光器的進行二倍頻或者三倍頻，您應該嘗試使用我們的無損傷超光滑LBO晶體！我們提供的LBO晶體具有出色的表面質量，劃痕為2/1，可定制0/0，并具有極低的吸收系數：在1064nm時達到1-2ppm/cm，另外，我們可以提供尺寸高達50×50mm2且最大長度為40mm的大尺寸LBO元件。請點擊http://hebmc.cn/optical/lbo-crystal.html了解更多LBO晶體產品信息。