三硼酸锂（LBO）
优秀的大功率紫外倍频晶体，具有宽的透光波段，高的损伤阈值，大的接受角。 主要性能：
透过波段：0.165~3.2μm
非线性系数：d31=1.05Pm/V
激光损伤阈值：25GW/cm2
倍频转化效率：40~60%（1064nm→532nm） 韩松物流
应用范围：固体激光系统，特别是用于高功率Nd:YAG的二倍
频，三倍频以及光参量振荡和放大等。
主要规格：最大器件规格尺寸：10 mm x 10mm x 20mm
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LBO晶体的主要优点：* 可透光波段范围宽（160—2600nm）
* 光学均匀性好，内部包络少
* 倍频转换效率较高（相当于KDP晶体的3倍）
* 高损伤域值（1.3ns脉宽的1053nm激光可达10GW/cm2)
* 接收角度宽，离散角度小
* I,II类非临界相位匹配（NCPM）的波段范围宽
* 光谱非临界相位匹配（NCPM）接近1300nm
LBO晶体的主要应用：. 二倍频方面:
1. 医用与工业用途的Nd:YAG激光
2. 科研与军事用途的高功率Nd:YAG与Nd:YLF激光
3. Nd:YVO4,Nd:YAG和Nd:YLF激光的泵浦
4. 红宝石，Ti:Sappire与Cr:LiSAF激光
. 三倍频方面：
1. Nd:YAG与Nd:YLF激光
2. 光学参量放大器（OPA)与光学参量振荡器（OPO)
3. 高功率1340nm的Nd:YAP激光的二，三倍频
LBO是一种点mm2的斜方晶体，由连续的网状B3O7分子组成，并有锂离子填充在分子间隙。B3O7分子紧凑的结构使得LBO晶体难以包含任何杂质。表1是LBO晶体的部分物理和化学特性。表1 LBO晶体的物理和化学特性
晶体结构斜方晶系， 空间Pna21，点mm 晶格参数 a=8.4473A,b=7.3788A,c=5.1395A,Z=2 熔点约834℃ 莫氏（Mohs）硬度 6 密度 2.47g/cm 热膨胀系数 αx=10.8x10-5/K，αy=-8.8x10-5/K，αz=3.4x10-5/K 吸收系数<0.1%/cm at 1064nm |
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LBO晶体的光学及非线性光学特性LBO 属负双轴晶体， 主轴X,Y,Z (nz>ny>nx) 分别与结晶轴a,c,b平行。表2. 给出了LBO晶体在不同波长下的折射系数。折射系数与波长的关系可用塞米尔（Selleimer） 方程式表示如下（λ表示μm）：
n2x=2.454140+0.011249/（λ2-0.011350)-0.014591λ2-6.60×10-5λ4n2y=2.539070+0.012711/（λ2-0.012523)-0.018540λ2+2.00×10-4λ4n2z=2.586179+0.
013099/(λ2-0.011893)-0.017968λ2-2.26×10-4λ4 在1.064um光下，LBO晶体的有效SHG系数是KDP的3倍. 点mm2的LBO晶体的非零非线性（光学）极化率 计算如下：表2. LBO晶体主要折射系数
d31=1.05±0.09pm/V
d32=-0.98±0.09pm/V
d33=0.05±0.006pm/V | 表2. 主要折射系数波长（nm)nxnynz10641.56561.59051.60555321.57851.60651.62123551.5973 1.62861.6444 |
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LBO的光损伤阈值是常用无机非线性光学晶体中最高的。因此，它是高功率二次谐波发生器和其他非线性光学应用的最佳选择。表3将LBO与其他常用晶体在1.3ns 1053nm Nd:YLF激光下的光损伤阈值进行了比较。
表3. LBO晶体1053nm光损伤阈值
晶体能量密度（知识树J/cm2）及功率密度（GW/cm2) 比率
表3. 1053nm光损伤阈值
晶体
能量密度 (J/cm2)
功率密度（GW/cm2)
比率
KTPKDPBBOLBO
6.010.912.924.6
4.68.49.918.9
1.001.832.154.10 |
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室温下LBO的SHG 及THG特性
LBO 可用于Nd:YAG和Nd:YLF激光二、三倍频的相位匹配，I类、II类匹配皆可。在室温下，二次谐波可达到I类匹配，在551nm至3000nm的较大波长范围内，最大的有效倍频系数在XY和XZ面上（见图1）为：
deff(I)=d32cosφ ----(in XY plane)deff(I)=d31cos2θ+d32sin2θ ----(in XZ plane)LBO晶体最佳II类匹配的有效倍频系数在YZ和XZ面上（见图1）为：
deff(II)=d31cosθ ----(in YZ plane)deff(II)=d31cos2θ+d32sin2θ ----(in XZ plane)
使用LBO的Nd:YAG激光在脉冲模式下获得的二次谐波转换率大于70%，三次谐波转换率大于60%，在连续模式下获得的二次谐波转换率大于30%。 LBO晶体应用：· 对2W锁模钛宝石激光（<2ps,82MHz）倍频可输出功率大于480mW的395nm波长激光，利用5x3x8 mm3 尺寸的LBO晶体可获得的波长范围在700-900nm。· 使用II类18mmLBO晶体的调Q Nd:YAG激光倍频可得到功率大于80W的绿光。· 使用9mmLBO晶体的泵浦Nd:YLF激光（>500μJ @1047nm,<7ns,0-10KHz）倍频转换率大于4
0%。· 利用LBO晶体和频效应可获得187.7nm波长的真空紫外光。· 对调QNd:YAG激光进行腔内三倍频可获得输出脉冲能量2mJ的衍射极限光束。LBO晶体非临界相位匹配LBO韶关学院学报晶体的非临界相位匹配具有无离散、接受角度宽、有效系数大的特点，充分利用这一特性可使LBO发挥最佳功效。使用LBO的Nd:YAG激光在脉冲模式下获得的二次谐波转换率大于70%，在连续模式下获得的二次谐波转换率大于30%，且光束质量好，输出稳定。
Table 4. 1064nm光 I 类NCPM SHG特性
NCPM 温度接受角离散角温度线宽有效SHG系数 148℃52 mrad-cm1/204℃-cm2.69d36(KDP) |
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如图2所示，室温下LBO晶体可在X轴和Z轴方向分别获得I类和II类非临界相位匹配。而且，NCPM频率有可能在X轴或Z轴方向上使波长同时加倍。
图2还给出了LBO晶体在900nm-1700nm较宽基波范围内的温度调谐NCPM测量结果。Nd:YAG1064nm激光NCPM SHG特性在表4列出.
LBO晶体防反射镀膜（增透膜）：> Nd:YAG激光倍频LBO双频反射镀膜（DBAR)> 低反射（1064nm波长 R<0.2%，532nm波长 R<0.5% )> 高光损伤阈值（双波段>500MW/cm2)> 功效长> 可调激光倍频LBO宽频防反射镀膜（BBAR)> 提供规格可定制的其他镀膜 LBO 品质保证规范· 波前畸变：小于λ/8 @ 633nm· 尺寸公差： (W±im2.0互动营销0.1mm)x(H±0.1mm)x(L+0.2/-0.1mm）· 通光孔径： 90% 中央直径· 50mW绿光检测无可见散射路径函数信号发生器设计· 平面度：λ/8 @ 633nm· 划痕/Dig code: 10/5 to MIL-PRF-13830B· 平行度： 优于20 arc seconds· 垂直度： 5 arc minutes· 角度偏差：△θ≤0.25°，△φ≤±0.25°· 损伤阈值（GW/cm2): >10 for 1064nm,TEM00,10ns,10HZ (polished only) >1 for 1064nm,TEM00,10ns,10HZ (AR-coated) >0.5 for 532nm,TEM00,10ns,10HZ (AR-coated）· 品质保证期： 一年内正常使用。
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