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Lithium Triborate(LiB3O5)>
LBO非線形結晶-三ホウ酸リチウム
Tecrys
ALTECHNA
特徴：
SHGによる1064nmを532nmに波長変換に必要な代表的な結晶体。 固体レーザーの代表であるNd:YAG結晶の光波長変換として広く普及している結晶です。LBOは優れたレーザー耐久力、THG(第三高調波)素子として広く利用されます。
BBOと比べて温度調整が乏しい反面、損傷閾値が高いので高出力に向いております。
歴史：
中国科学院(中国の国家最高科学技術及び自然科学などを研究する機関)にてLBO結晶が開発されました。 福建CASTECH社はその特許を取得し(すでに期限切れ)、国際的非線形結晶企業として今日に至ります。現在はBBO、LBOよりも複屈折率が良く、吸収端(190nm)とエネルギー変換を向上させたCLBOなどが開発されています。
生産能力や原料など市場原理の影響もあり、通常のLBOやBBOは現在も盛んに研究開発や製品に使われております。
機能：
・160~2600nmまでの広い透過範囲・比較的大きな有効SHG係数(KDPの3倍)
・高い損傷閾値(18.9GW/cm2
・広い受光角と小さいウォークオフ
・広い波長範囲によるタイプⅠとタイプⅡの非臨界位相整合
SHG(第二高調波)、THG（第三高調波)、OPA,OPO(パラメトリック発振器)など様々な波長を構築には、LBO結晶は様々な波長変換に大いに役立ちます。
LBO結晶をアプリケーションに沿った場合のパルス持続時間、結晶長を以下記します。
LBO結晶をアプリケーションに沿った場合のパルス持続時間、結晶長を以下記します。
| アプリケーション | pulse持続時間,fs | 結晶長(厚さ)単位mm |
|---|---|---|
| SHG@1030nm,TypeⅠ Θ=90°,φ=13.6° |
10 | 0.1 |
| SHG@1030nm,TypeⅠ Θ=90°,φ=13.6° |
50 | 0.9 |
| SHG@1030nm,TypeⅠ Θ=90°,φ=13.6° |
100 | 1.9 |
| SHG@1030nm,TypeⅠ Θ=90°,φ=13.6° |
150 | 2.8 |
| SHG@1030nm,TypeⅠ Θ=90°,φ=13.6° |
200 | 3.7 |
| SHG@1030nm,TypeⅠ Θ=90°,φ=13.6° |
250 | 4.7 |
| SHG@1030nm,TypeⅠ Θ=90°,φ=13.6° |
300 | 5.6 |
- 結晶長は御見積や図面において厚さ=Thickness：略号Tと表すことがあります。
長さ=Lengthと同意語が多いです。
物理特性
| 結晶構造 | 斜方晶 |
|---|---|
| 結晶格子定数 | a=8.4473 b=7.3788 c=5.1395 |
| 密度 | 2.47g/cm³ |
| 融点 | 約834℃ |
| 吸湿性 | 有 |
| 熱膨張係数 | αx=10.8x10⁻⁵/K, αy=-8.8x10⁻⁵/K, αz=3.4x10⁻⁵ |
| 熱伝導率 W/m/K |
3.5W/m/K |
| モース硬度 | 6 |
光学特性
| 波長透過範囲 | 160～2600nm ※190nm以下は出力が弱く実質使えません。 |
|---|---|
| SHG位相整合範囲 |
551-2600nm(TypeⅠ) 790～2150nm(TypeⅡ) |
| 熱光学係数(℃,λin μm) | dnx/dT=-9.3X10⁻⁶ dny/dT=-13.6X10⁻⁶ dnz/dT=(-6.3～2.1λ)X10⁻⁶ |
| 吸収係数 | <0.1%/cm@1064nm <0.3%/cm@532nm |
| 角度受容性 | 6.54mrad·cm(φ,TypeI,1064SHG) 15.27mrad·cm(Θ,TypeⅡ,1064SHG) |
| 温度受容性 | 4.7℃・cm(TypeⅠ,1064SHG) 7.5℃・cm(TypeⅡ,1064SHG) |
| スペクトル受容性 | 1.0nm・cm(TypeⅠ,1064SHG) 1.3nm・cm(TypeⅡ,1064SHG) |
| ウォークオフ角度 | 0.6°(TypeⅠ,1064SHG) 0.12°(TypeⅡ,1064SHG) |
| 非線形係数 |
|
| 非線形未損失性 Non-vanished NLO susceptibilities |
d₃₁=1.05±0.09pm/V d₃₂=0.98±0.09pm/V d₃₃=0.05±0.006pm/V |
| セルマイヤー方程式(λ in μm) | nx²=2.454140+0.011249/(λ²-0.011350)-0.014591λ²-6.60×10⁻⁵λ⁴ ny²=2.539070+0.012711/(λ²-0.012523)-0.018540λ²-2.00×10⁻⁵λ⁴ nz²=2.586179+0.013099/(λ²-0.011893)-0.017968λ²-2.26×10⁻⁵λ⁴ |
室温でのSHGとTHG:
LBOはタイプⅠ-Ⅱの相互作用を用いてNd:YAG又はNd:YLFレーザーのSHG又はTHGの位相整合が可能です。・室温でのSHGはタイプⅠの位相整合で有効です。波長範囲は551～2600nm。
XY平面とXZ平面にてSHGの最大実効係数が得られます。(光学特性参照)
・タイプⅡの最適な位相整合は主にYZ平面とXZ平面にあります。
(「図1.LBO SHGチューニング曲線」参照)
アプリケーション例：
・5x3x8mmのLBO結晶、波長700～900nmで2WモードロックTi:Sapphireレーザーの周波数を2倍にすると、395nmで480mW以上の出力が生成されます。<2ps,82MHz
・タイプⅡLBO結晶は結晶長18mmでQスイッチNd:YAGレーザーを介せば、80W以上の
緑光出力が得られます。
・結晶長9mmLBOでは、励起源ダイオードNd:YLFレーザー(>500uJ@1047nm,<7ns,
0-10KHz)の周波数倍増において、40%を超える変換効率を得られます。
・和周波発生によって189.7nmの深紫外(VUV)波長を得ることができます。
LBOのNCPM:(非臨海位相整合)
角度変動に対するNCPMとスペクトル変動に対するSNCPMも可能です。ARコーティング:
・SHG 1064/532nmに対して1064nm,R<0.2%,532nm,R<0.5%を標準とし、希望に応じて1064nm,R<0.05%,532nm,R<0.1%までの低反射率を実施いたします。
損傷閾値:
・LBO>10GW/cm²@10ns, 10Hz,1064nm/研磨のみ・LBO>1GW/cm²@10ns, 10Hz, 1064nm/ARコート時
・LBO>500MW/cm²@10ns, 10Hz, 532nm/ARコート時
潮解性:
LBOは湿気に弱い結晶です。ARコート又はPコート(保護膜)は必須です。コーティング無しでは、水分が吸収され、LBOの屈折率に大きく影響されます。
また入力ビーム光による表面ダメージ度合いが大きく、耐久性が著しく落とします。
コーティングされていても推奨される環境室温は40%程度です。
使用環境や頻度にもよりますが、耐久年数は1～2年で交換を推奨しております。
結晶内部が白っぽくなってきたら交換の時期です。内部がしけっています。
ホルダー:
弊社では御注文のLBOへのマウントホルダーの提供及び装着も無料で承っております。ホルダーは結晶厚が薄い場合などに必要です。
※ホルダー装着は技術と保障が必要なので新規製造品のみです。御支給品は対応できません。
CASTECH製オーブン&コントローラ:
製品の仕様は別途説明書(英語)がございます。お問合せにてご提供いたします。
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