KBBF晶体具有直接二次谐波产生DUV甚至真空紫外相干光的能力,但主要问题是晶体的板状生长性质,使得沿c轴生长4mm以上的样品非常困难,而且KBBF晶体易开裂,不可能沿相位匹配角切割晶体。


直接入射泵浦时,当二次谐波波长为235 nm时,外入射角将增大到90°。为了解决在235 nm以下产生相干激光的问题,提出了一种特殊的棱镜耦合技术(PCT),以避免沿相位匹配角切割晶体。

KBBF晶体夹在由紫外熔石英制成的两个棱镜之间,在可见光区与紫外光谱区具有与KBBF几乎相同的折射率。


采用PCT器件,最大孔径约6×6mm,KBBF厚度约1.5mm


优势

4TH266 nm Nd:YAG激光器的谐波产生

(1)KBBF相对于BBO和CLBO的优势

高得多的损伤阈值

双光子吸收要小得多

无光折变效应

无水分

(2)KBBF在BBO和CLBO上的缺点

Deff(KBBF)=1.53(KDP)

Deff(BBO)=2.72(KDP)

(CLBO)=1.97KDP),波长266 nm


KBBF可以实现的目标是:

Ti:蓝宝石4 HG瓦级193 nm输出功率

100~500 mW Nd:YAG激光器输出功率为177.3nm

可调谐钛宝石激光器220nm~175.0nm宽调谐2.0mW相干光输出

平均7.8瓦级266 nm输出功率

稳定mw-电平165-167 nm输出功率


光学特性

Deff:

KBBF晶体属于空间群R32,因此从D3的点群对称性和IEEE/ANSI对DIJ系数的标准定义来看,它只有两个非零的DIJ系数,即D11和d14。系数的矩阵形式如下:


根据理论计算和实验结果,其中d14很小。另一方面,KBBF的有效系数为:


Deff=d11cosqcos3f(I型)

Deff=d11cos2qsin3f(type=2\*Roman II)

通过比较KDP中D11系数和d36系数的条纹包络,推导出KBBF的D11为(0.47±0.01)pm/V(d36(KDP)=0.39 pm/V)。

透明度范围

紫外边的截止波长在150 nm,红外边的截止波长在3.5mm左右。这一地区几乎没有吸收。

Sellmeier系数

Sellmeier方程如下:(l为毫米单位)

NO2=2.1738+0.00764λ2-0.01641-0.01174λ2

Ne2=1.9319+0.00623λ2-0.00400-0.00356λ2


损伤阈值

在相同的激光泵浦条件(1064 nm,1Hz,10.5 ns)下,与BBO相比,前者的损伤阈值为35.51J/cm2(3.38GW/cm2),是后者13.47J/cm2(1.28GW/cm2)的两倍以上,当脉冲宽度为200 fs,重复频率为390 nm时,KBBF的损伤阈值高达60 GW/cm2。