激光倍頻是指什么？倍頻晶體分類有哪些？

激光倍頻是什么意思？

激光倍頻是指激光通過倍頻晶體（LBO、BBO）波長減半、頻率加倍的激光。晶體對1064nm強(qiáng)光倍頻后為532綠光。倍頻條件是晶體可以找到一個方向，使頻率F1的基頻激光和2*F1頻率的倍頻光具有相同的折射率（光子動量守恒），使晶體具有理想的增益特征長度。能量可以繼續(xù)從F1的基頻激光轉(zhuǎn)換為2*F1的倍頻光。

常見的倍頻晶體分類有哪些？

1.磷酸二氫銨(ADP)、磷酸二氫鉀(KDP)、磷酸二氫鉀(DKDP)、砷酸二氫坩堝(DCDA)等晶體。

它們是一種具有代表性的晶體，產(chǎn)生雙頻效應(yīng)和其他非線性光學(xué)效應(yīng)，適用于近紫外可見光區(qū)和近紅外區(qū)，損傷閾值大。

3.鈮酸鋰(LN)、鈮酸鋇鈉、鈮酸鉀、α型碘酸鋰等晶體。

二次非線性電極化系數(shù)大，LN、BNN等晶體的折射率對溫度敏感，不同于色散效應(yīng)的溫度變化特性，可適當(dāng)調(diào)節(jié)溫度，實現(xiàn)非臨界匹配。適用于可見光區(qū)和中紅外區(qū)（0.4μ-5μ）。LN在光照下容易發(fā)生折射率變化和光損傷；BNN的損傷閾值高于LN，但固熔區(qū)域較寬，組分容易變化，導(dǎo)致光學(xué)均勻性差，性能優(yōu)異的大晶體難以獲得；鈮酸鉀沒有固熔區(qū)，可能獲得光學(xué)性質(zhì)均勻的大晶體；α碘酸鋰是一種水溶液生長晶體，能培養(yǎng)光學(xué)質(zhì)量好的大晶體，損傷閾值高于BNN晶體，缺點(diǎn)是沒有非臨界匹配能力。

3.半導(dǎo)體晶體，如砷化鎵、砷化鎵、硫化鋅、鋅化鎘、硒等。

它們的二次非線性電極化系數(shù)大于前兩種晶體，適用于較寬的紅外波段。然而，除了硒和█，大多數(shù)晶體沒有雙重折射效應(yīng)，無法實現(xiàn)位置匹配。

4.硼酸鹽、偏硼酸鋇(β-BaB2O4)、三硼酸鋰(LiB3O5)等。

其中，偏硼酸鋇和三硼酸鋰晶體在20世紀(jì)80年代首次成功開發(fā)，具有非線性光學(xué)系數(shù)大、激光損傷閾值高的突出優(yōu)點(diǎn)。它是一種優(yōu)秀的激光頻率轉(zhuǎn)換晶體材料，在世界上引起了很大的反響。適用于紫外波長段，包括KBF等，甚至適用于深紫外波長。非線性光學(xué)晶體對和頻、差頻和光參數(shù)振蕩效應(yīng)的基本要求與雙頻晶體相同。

隨著倍頻技術(shù)的不斷發(fā)展，通過在非線性光學(xué)晶體中摻入激活離子(通常是Nd3+或YB3+)，開發(fā)出激光發(fā)射和非線性光學(xué)倍頻兩種功能，在產(chǎn)生紅外波長的基頻光的同時進(jìn)行倍頻，簡化了激光腔的過程和空間。典型的自倍頻晶體包括:混合釹離子的四硼酸鋁(NYAB)、混合釹離子的四硼酸鋁(YB:YAB)、混合釹離子的硼酸鈣氧鹽(Nd/YB:RECOB)等晶體。