Beta-BBO 晶體，簡稱 BBO，是最好的非線性光學晶體之一 具有高有效非線性光學系數、高損傷閾值、寬相位匹配范圍和高深紫外透射率。 BBO 是 Ti：Sapphire 激光器最重要的 SHG 晶體。BBO 薄片具有非常好的機械強度，可以薄至 5 微米， 這是超短脈沖系統的理想選擇。
除了其卓越的非線性光學特性外，BBO 也是一種很好的 E-O 晶體。BBO 普克爾斯單元適用于系統 具有高功率和高重復率。還有另一種具有不同晶體結構的 BBO，稱為 alpha-BBO，稱為 a-BBO。 Alpha-BBO 是一種良好的 UV 雙折射晶體，如今廣泛用于 UV 偏振原晶。
BBO Crystal 特點：
可提供厚度為 5 微米的設備
大規模生產以支持工業客戶
AR 涂層、鑲嵌和重新拋光服務
嚴格的質量控制
快速交貨 – 2 周內（無涂層）
有競爭力的價格和巨大的 OEM 折扣
BBO 器件，CA5mm BBO SHG800nm，CA15mm
BBO 設備標準規格：
尺寸公差：（寬 ± 0.1 毫米）x （高 ± 0.1 毫米） x （長 + 0.2 毫米/-0.1 毫米）
透射波前畸變：小于 l/4 @ 633nm
通光孔徑：> 90% 中心區域
平面度：l/8 @ 633nm
表面質量：10/5 至 MIL-O-13830A
平行度：優于 20 角秒
垂直度：5 角分
角度公差（度）：D（q） < ± 0.5， D（f） < ± 0.5
涂層：提供 P 涂層和 AR 涂層
光學特性：
| 發射距離： | 196 納米 ~ 2200 納米 | |||
| 折射率： | @1064nm | 1.6551（不適用）) | 1.5425（ne) | |
| @532nm | 1.6749（不 o) | 1.5555（Ne) | ||
| @266nm | 1.75711（不適用）) | 1.6146 （NE) | ||
| Sellmeier 方程： （升，單位 μm） | 數2?= 2.7359 + 0.01878 / （l2?– 0.01822） – 0.01354l2 | |||
| Ne2?= 2.3753 + 0.01224 / （l2?– 0.01667） – 0.01516l2 | ||||
| 熱光系數：（10-6/°C） | dno/dT=-9.3 | dne/dT=-16.6 | ||
| 吸收系數： | a<0.1%/cm @1064nm | |||
| 非線性光學系數和方程： | @1064nm | d11=5.8d36（KDP） | d31=0.05d11 | d22<0.05d11 |
| deff（I）=d31 sinq?+ （d11cos3f?– d22sin3f）cosq | ||||
| deff（II）=（d11sin3f?+ d22cos3q）cos2q | ||||
| 半波電壓： | 48KV（1064nm 處） | |||
| 電光系數： | r11?= 2.7 pm/V，r22， R31< 0.1R11 | |||
| Damage Threshold @1064nm 和 @532nm | 5 GW/cm2?（10 納秒）;10 GW/cm2?（1.3 ns）; 1 GW/cm2?（10 ns）;7 GW/cm2?（250 次） | |||
物理特性：
| 晶體結構： | 三角，空間群 R3c |
| 電池參數： | a=b=12.532?， c=12.717?， Z=7 |
| 熔點： | 1095°C |
| 過渡點： | 926°C |
| 莫氏硬度： | ?4.5 |
| 密度： | 3.85 克/厘米3 |
| 顏色： | 無色 |
| 吸濕性敏感性 | 低 |
| 比熱： | 0.49 卡路里/g°C |
| 導熱： | 1.2 W/m/°K（^?至 C），1.6 W/m/°K（// 至 C） |
非線性光學應用：
在 Nd：YAG 和 Nd：YLF 激光系統中：
BBO 是一種非常高效的非線性光學晶體，用于二次、三次、四次甚至五次諧波 幾代 Nd：YAG 激光器。事實上，BBO 是 Nd：YAG 激光器產生五次諧波 （213nm） 的唯一商用非線性光學晶體。 SHG 的轉換效率超過 70%，THG 為 60%，4HG 為 50%，在 213nm 處輸出為 200mW （5HG） 已報告。表 1 和表 2 分別列出了 Nd：YAG 激光系統中 BBO 與 KD*P 的比較及其基本的非線性光學特性。
表 1.BBO 和 DKDP 之間的諧波產生比較
| 1064納米（mJ） | SHG （mJ） | THG （mJ） | 4HG （mJ） | 5HG （mJ） | |
| BBO | 220 | 105 | 39 | 18.5 | 5 |
| 600 | 350 | 140 | 70 | 20 | |
| DKDP | 600 | 270 | 112.5 | 45 | / |
表 2.I 型相位匹配 BBO 晶體的非線性光學特性
| SHG | THG （總諧波） | 4HG | 5HG | |
| 有效 NLO 系數 （*d36 （KDP）） | 5.3 | 4.9 | 3.8 | 3.4 |
| 接收角 （mrad-cm） | 1.0 | 0.5 | 0.3 | 0.2 |
| 走離角 （度） | 3.2 | 4.1 | 4.9 | 5.5 |
I 型相位匹配 BBO 對于 Nd：YAG 激光器的腔內 SHG 也非常有效，特別是對于 KTP 無法生存的高功率系統。
在可調諧激光系統中：
1.染料激光器
從 I 型相位匹配 BBO 獲得高效的紫外輸出 （205nm-310nm），在 206nm 處的 SHG 效率超過 10%; 在功率為 150KW 的 XeC1 激光泵浦染料激光器上實現了 36% 的轉換效率，約為 ADP 的 4-6 倍。
具有 780-950nm 和 248.5nm 和頻率的 I 型相位匹配（495nm 染料激光器的二次諧波）， 分別獲得了 193nm 處 95mJ 和 189nm 處 8mJ 的脈沖能量。
2.超快脈沖激光器
BBO 因其卓越的非線性光學特性及其 優異的機械強度。BBO 薄片可以薄至 5 微米（對于 5×5 毫米的孔徑）。
3.Ti：藍寶石和亞歷山大變石激光器
使用 I 型相位匹配 BBO，在 360nm~390nm 范圍內輸出脈沖能量為 105mJ（在 SHG 中轉換效率約為 31%）， 在亞歷山大石激光系統中獲得了 244nm~259nm 范圍內的 7.5mJ（在 THG 中約為 24% 的轉換效率）。
4. 氬離子和銅蒸氣激光器
通過在氬離子激光器中采用腔內倍頻技術，所有線路輸出功率為 2W，在 250.4nm 處產生最大 33mW， 以及 36 行從 228.9nm 到 257.2nm 的深紫外波長線，帶有布魯斯特角切 BBO 晶體。
在 255.3nm 處，銅蒸氣激光器的 SHG 在 510.6nm 處實現了高達 230mW 的平均功率，轉換效率最高為 8.9%。
在 OPA 中，OPO 應用
BBO OPO 或 OPA 是用于產生從 UV 到 IR 的廣泛可調相干輻射范圍的最強大方法。
1. 在 532nm 處泵浦的 OPO
從 680nm 到 2400nm 的 OPO 輸出，峰值功率為 1.6MW，能量轉換效率高達 30% 一個 7.2 毫米長的 I 型 BBO。在 532nm 處輸入泵浦能量為 40 mJ，脈沖寬度為 75ps。
2. OPO 和 OPA 在 355nm 處泵浦
由 Nd：YAG 激光器的三次諧波泵浦，BBO 的 OPO 可以產生從 400nm 到 2000nm 的波長范圍，最高轉換效率為 30%。
II 型相位匹配有助于減小所需波長的線寬。通過轉換獲得了窄至 0.05nm 的線寬 效率為 12%。但是，在使用 II 型相位匹配方案時，建議使用更長的 （>15mm） BBO 來降低振蕩閾值。
由 355nm 的皮秒 Nd：YAG 泵浦，窄帶 （<0.3nm）、高能量 （>200μJ） 和寬可調（400nm 至 2000nm）脈沖 由 BBO OPA 制作。這種 OPA 可以達到 50% 以上的轉換效率，優于普通 染料激光器在許多方面，包括效率、可調諧范圍、維護和操作簡便性。此外 BBO 的 OPO 或 OPA 也可以提供 205nm 到 2300nm 的相干輻射，以及用于 SHG、THG 等的 BBO。
3.其他
由 Nd：YAG 激光器的四次諧波（在 266nm 處）泵浦，通過對 I 型 BBO 晶體進行角度調諧，觀察到信號波長范圍在 422nm 和 477nm 之間的可調諧 OPO。
由 1mJ、80fs 染料激光器在 615nm 處泵浦，帶有兩個 BBO 晶體的 OPA 可產生超過 50μJ（最大 130μJ）、<200fs 超 短脈沖，超過 800nm~2000nm。
電光應用：
BBO 晶體還廣泛用作各種普克爾斯單元和調制器中的電光材料。