Beta-BBO 晶体，简称 BBO，是最好的非线性光学晶体之一 具有高有效非线性光学系数、高损伤阈值、宽相位匹配范围和高深紫外透射率。 BBO 是 Ti：Sapphire 激光器最重要的 SHG 晶体。BBO 薄片具有非常好的机械强度，可以薄至 5 微米， 这是超短脉冲系统的理想选择。
除了其卓越的非线性光学特性外，BBO 也是一种很好的 E-O 晶体。BBO 普克尔斯单元适用于系统 具有高功率和高重复率。还有另一种具有不同晶体结构的 BBO，称为 alpha-BBO，称为 a-BBO。 Alpha-BBO 是一种良好的 UV 双折射晶体，如今广泛用于 UV 偏振原晶。
BBO Crystal 特点：
可提供厚度为 5 微米的设备
大规模生产以支持工业客户
AR 涂层、镶嵌和重新抛光服务
严格的质量控制
快速交货 – 2 周内（无涂层）
有竞争力的价格和巨大的 OEM 折扣
BBO 器件，CA5mm BBO SHG800nm，CA15mm
BBO 设备标准规格：
尺寸公差：（宽 ± 0.1 毫米）x （高 ± 0.1 毫米） x （长 + 0.2 毫米/-0.1 毫米）
透射波前畸变：小于 l/4 @ 633nm
通光孔径：> 90% 中心区域
平面度：l/8 @ 633nm
表面质量：10/5 至 MIL-O-13830A
平行度：优于 20 角秒
垂直度：5 角分
角度公差（度）：D（q） < ± 0.5， D（f） < ± 0.5
涂层：提供 P 涂层和 AR 涂层
光学特性：
| 发射距离： | 196 纳米 ~ 2200 纳米 | |||
| 折射率： | @1064nm | 1.6551（不适用）) | 1.5425（ne) | |
| @532nm | 1.6749（不 o) | 1.5555（Ne) | ||
| @266nm | 1.75711（不适用）) | 1.6146 （NE) | ||
| Sellmeier 方程： （升，单位 μm） | 数2 = 2.7359 + 0.01878 / （l2 – 0.01822） – 0.01354l2 | |||
| Ne2 = 2.3753 + 0.01224 / （l2 – 0.01667） – 0.01516l2 | ||||
| 热光系数：（10-6/°C） | dno/dT=-9.3 | dne/dT=-16.6 | ||
| 吸收系数： | a<0.1%/cm @1064nm | |||
| 非线性光学系数和方程： | @1064nm | d11=5.8d36（KDP） | d31=0.05d11 | d22<0.05d11 |
| deff（I）=d31 sinq + （d11cos3f – d22sin3f）cosq | ||||
| deff（II）=（d11sin3f + d22cos3q）cos2q | ||||
| 半波电压： | 48KV（1064nm 处） | |||
| 电光系数： | r11 = 2.7 pm/V，r22， R31< 0.1R11 | |||
| Damage Threshold @1064nm 和 @532nm | 5 GW/cm2 （10 纳秒）;10 GW/cm2 （1.3 ns）; 1 GW/cm2 （10 ns）;7 GW/cm2 （250 次） | |||
物理特性：
| 晶体结构： | 三角，空间群 R3c |
| 电池参数： | a=b=12.532Å， c=12.717Å， Z=7 |
| 熔点： | 1095°C |
| 过渡点： | 926°C |
| 莫氏硬度： | »4.5 |
| 密度： | 3.85 克/厘米3 |
| 颜色： | 无色 |
| 吸湿性敏感性 | 低 |
| 比热： | 0.49 卡路里/g°C |
| 导热： | 1.2 W/m/°K（^ 至 C），1.6 W/m/°K（// 至 C） |
非线性光学应用：
在 Nd：YAG 和 Nd：YLF 激光系统中：
BBO 是一种非常高效的非线性光学晶体，用于二次、三次、四次甚至五次谐波 几代 Nd：YAG 激光器。事实上，BBO 是 Nd：YAG 激光器产生五次谐波 （213nm） 的唯一商用非线性光学晶体。 SHG 的转换效率超过 70%，THG 为 60%，4HG 为 50%，在 213nm 处输出为 200mW （5HG） 已报告。表 1 和表 2 分别列出了 Nd：YAG 激光系统中 BBO 与 KD*P 的比较及其基本的非线性光学特性。
表 1.BBO 和 DKDP 之间的谐波产生比较
| 1064纳米（mJ） | SHG （mJ） | THG （mJ） | 4HG （mJ） | 5HG （mJ） | |
| BBO | 220 | 105 | 39 | 18.5 | 5 |
| 600 | 350 | 140 | 70 | 20 | |
| DKDP | 600 | 270 | 112.5 | 45 | / |
表 2.I 型相位匹配 BBO 晶体的非线性光学特性
| SHG | THG （总谐波） | 4HG | 5HG | |
| 有效 NLO 系数 （*d36 （KDP）） | 5.3 | 4.9 | 3.8 | 3.4 |
| 接收角 （mrad-cm） | 1.0 | 0.5 | 0.3 | 0.2 |
| 走离角 （度） | 3.2 | 4.1 | 4.9 | 5.5 |
I 型相位匹配 BBO 对于 Nd：YAG 激光器的腔内 SHG 也非常有效，特别是对于 KTP 无法生存的高功率系统。
在可调谐激光系统中：
1.染料激光器
从 I 型相位匹配 BBO 获得高效的紫外输出 （205nm-310nm），在 206nm 处的 SHG 效率超过 10%; 在功率为 150KW 的 XeC1 激光泵浦染料激光器上实现了 36% 的转换效率，约为 ADP 的 4-6 倍。
具有 780-950nm 和 248.5nm 和频率的 I 型相位匹配（495nm 染料激光器的二次谐波）， 分别获得了 193nm 处 95mJ 和 189nm 处 8mJ 的脉冲能量。
2.超快脉冲激光器
BBO 因其卓越的非线性光学特性及其 优异的机械强度。BBO 薄片可以薄至 5 微米（对于 5×5 毫米的孔径）。
3.Ti：蓝宝石和亚历山大变石激光器
使用 I 型相位匹配 BBO，在 360nm~390nm 范围内输出脉冲能量为 105mJ（在 SHG 中转换效率约为 31%）， 在亚历山大石激光系统中获得了 244nm~259nm 范围内的 7.5mJ（在 THG 中约为 24% 的转换效率）。
4. 氩离子和铜蒸气激光器
通过在氩离子激光器中采用腔内倍频技术，所有线路输出功率为 2W，在 250.4nm 处产生最大 33mW， 以及 36 行从 228.9nm 到 257.2nm 的深紫外波长线，带有布鲁斯特角切 BBO 晶体。
在 255.3nm 处，铜蒸气激光器的 SHG 在 510.6nm 处实现了高达 230mW 的平均功率，转换效率最高为 8.9%。
在 OPA 中，OPO 应用
BBO OPO 或 OPA 是用于产生从 UV 到 IR 的广泛可调相干辐射范围的最强大方法。
1. 在 532nm 处泵浦的 OPO
从 680nm 到 2400nm 的 OPO 输出，峰值功率为 1.6MW，能量转换效率高达 30% 一个 7.2 毫米长的 I 型 BBO。在 532nm 处输入泵浦能量为 40 mJ，脉冲宽度为 75ps。
2. OPO 和 OPA 在 355nm 处泵浦
由 Nd：YAG 激光器的三次谐波泵浦，BBO 的 OPO 可以产生从 400nm 到 2000nm 的波长范围，最高转换效率为 30%。
II 型相位匹配有助于减小所需波长的线宽。通过转换获得了窄至 0.05nm 的线宽 效率为 12%。但是，在使用 II 型相位匹配方案时，建议使用更长的 （>15mm） BBO 来降低振荡阈值。
由 355nm 的皮秒 Nd：YAG 泵浦，窄带 （<0.3nm）、高能量 （>200μJ） 和宽可调（400nm 至 2000nm）脉冲 由 BBO OPA 制作。这种 OPA 可以达到 50% 以上的转换效率，优于普通 染料激光器在许多方面，包括效率、可调谐范围、维护和操作简便性。此外 BBO 的 OPO 或 OPA 也可以提供 205nm 到 2300nm 的相干辐射，以及用于 SHG、THG 等的 BBO。
3.其他
由 Nd：YAG 激光器的四次谐波（在 266nm 处）泵浦，通过对 I 型 BBO 晶体进行角度调谐，观察到信号波长范围在 422nm 和 477nm 之间的可调谐 OPO。
由 1mJ、80fs 染料激光器在 615nm 处泵浦，带有两个 BBO 晶体的 OPA 可产生超过 50μJ（最大 130μJ）、<200fs 超 短脉冲，超过 800nm~2000nm。
电光应用：
BBO 晶体还广泛用作各种普克尔斯单元和调制器中的电光材料。