「光學晶體」α-BBO 和 β-BBO晶體如何選擇？

硼酸鋇（BBO）晶體是一種雙折射材料，廣泛應用于激光和非線性光學等眾多光學領域。它們的獨特性質使其能夠改變光的偏振態。

硼化鋇有兩種相： α-硼酸鋇（α-BBO）和β-硼酸鋇（β-BBO）。這兩種形態雖然來自同一種化合物，但卻具有截然不同的特性。

1.結構差異

α-BBO 和 β-BBO 的主要區別在于它們的晶體結構。α-BBO 具有單斜晶系，這意味著它有一個不同于其他兩個晶系的獨特晶軸。另一方面，β-BBO 屬于三方晶系，具有三重對稱軸。

2.熱穩定性

與 β-BBO 相比，α-BBO 的熱穩定性更高。當加熱到大約 925 攝氏度時，β-BBO 會向 α-BBO 發生相變，從而導致其非線性光學特性降低。

3.光學特性

α-BBO 晶體不顯示非線性光學特性，因此主要應用于偏振光學領域，如偏振器、去偏振器和相位延遲器。由于其損傷閾值較高，它們通常被用于需要高功率激光操作的場合，如激光器中的 Q 開關。

相反，β-BBO 確實具有非線性光學特性，因此成為非線性光學應用中的熱門材料。在光學應用方面，β-BBO 的透明度范圍更廣，從紫外線（UV）到遠紅外線（FIR），而且非線性光學系數更高。因此，β-BBO 更適合用于頻率轉換，如二次諧波發生（SHG）、三次諧波發生（THG）、光參量振蕩器（OPO）和其他非線性光學過程。

總之，雖然 α-BBO 和 β-BBO 晶體都有其獨特的優勢，但它們的選擇主要取決于具體的應用要求。β-BBO 具有更寬的透明度范圍和更高的非線性光學系數，是各種非線性光學應用的首選晶體。另一方面，α-BBO 由于具有高損傷閾值和雙折射特性，在需要高熱穩定性和高功率激光操作的情況下更受歡迎。隨著光學領域的不斷進步，α-BBO 和 β-BBO 晶體仍將在塑造我們的技術未來方面發揮重要作用。