დაბალი ტემპერატურის ფაზის ბარიუმის მეტაბორატი (β-BaB2O4, მოკლედ BBO) კრისტალი მიეკუთვნება სამმხრივ კრისტალურ სისტემას, 3m წერტილოვანი ჯგუფი. 1949 წელს ლევინიდა სხვ. აღმოაჩინა დაბალი ტემპერატურის ფაზის ბარიუმის მეტაბორატი BaB2O4 ნაერთი. 1968 წელს ბრიქსნერიდა სხვ. გამოიყენება BaCl2 როგორც ნაკადი გამჭვირვალე ნემსის მსგავსი ერთკრისტალის მისაღებად. 1969 წელს ჰუბნერმა გამოიყენა Li2O როგორც ნაკადი იზრდება 0.5mm×0.5mm×0.5mm და გავზომეთ სიმკვრივის, უჯრედის პარამეტრების და სივრცის ჯგუფის ძირითადი მონაცემები. 1982 წლის შემდეგ, ფუჯიანის მატერიის სტრუქტურის ინსტიტუტმა, ჩინეთის მეცნიერებათა აკადემიამ გამოიყენა გამდნარი მარილის თესლი-კრისტალური მეთოდი დიდი ერთი კრისტალის ნაკადად გასაშენებლად და აღმოაჩინა, რომ BBO კრისტალი არის ულტრაიისფერი სიხშირის გაორმაგების შესანიშნავი მასალა. ელექტრო-ოპტიკური Q- გადართვის გამოყენებისთვის, BBO კრისტალს აქვს დაბალი ელექტროოპტიკური კოეფიციენტის მინუსი, რაც იწვევს მაღალ ნახევარტალღოვან ძაბვას, მაგრამ მას აქვს ლაზერული დაზიანების ძალიან მაღალი ზღურბლის განსაკუთრებული უპირატესობა.
ფუჯიანის მატერიის სტრუქტურის ინსტიტუტმა, ჩინეთის მეცნიერებათა აკადემიამ ჩაატარა სამუშაოების სერია BBO კრისტალების ზრდაზე. 1985 წელს გაიზარდა ფ67მმ×14მმ ზომის ერთკრისტალი. ბროლის ზომამ მიაღწია φ76მმ×15მმ 1986 წელს და φ120მმ×23მმ 1988 წელს.
კრისტალების ზრდა უპირველეს ყოვლისა იყენებს მდნარი მარილის თესლ-კრისტალის მეთოდს (ასევე ცნობილია, როგორც ზედა თესლის კრისტალური მეთოდი, ფლუქს-ლიფტინგის მეთოდი და ა.შ.). კრისტალების ზრდის ტემპიc-ღერძის მიმართულება ნელია და ძნელია მაღალი ხარისხის გრძელი ბროლის მიღება. უფრო მეტიც, BBO კრისტალის ელექტრო-ოპტიკური კოეფიციენტი შედარებით მცირეა და მოკლე კრისტალი ნიშნავს უფრო მაღალი სამუშაო ძაბვის საჭიროებას. 1995 წელს გუდნოდა სხვ. გამოიყენება BBO, როგორც ელექტროოპტიკური მასალა Nd:YLF ლაზერის EO Q-მოდულაციისთვის. ამ BBO კრისტალის ზომა იყო 3mm×3mm×15mm(x, y, z), და მიღებული იქნა განივი მოდულაცია. მიუხედავად იმისა, რომ ამ BBO-ს სიგრძე-სიმაღლე თანაფარდობა 5:1-ს აღწევს, მეოთხედი ტალღის ძაბვა მაინც 4.6 კვ-მდეა, რაც დაახლოებით 5-ჯერ აღემატება LN კრისტალის EO Q-მოდულაციას იმავე პირობებში.
სამუშაო ძაბვის შესამცირებლად, BBO EO Q-გამრთველი იყენებს ორ ან სამ კრისტალს ერთად, რაც ზრდის ჩასმის დანაკარგს და ღირებულებას. ნიკელიდა სხვ. შეამცირა BBO კრისტალის ნახევრადტალღური ძაბვა კრისტალში სინათლის გავლის გზით რამდენჯერმე. როგორც ნახატზეა ნაჩვენები, ლაზერის სხივი ოთხჯერ გადის კრისტალში და 45°-ზე განთავსებული მაღალი არეკვლის სარკის მიერ გამოწვეული ფაზის შეფერხება კომპენსირებული იყო ოპტიკურ გზაზე მოთავსებული ტალღის ფირფიტით. ამ გზით, ამ BBO Q-ჩამრთველის ნახევარტალღური ძაბვა შეიძლება იყოს 3.6 კვ.
სურათი 1. BBO EO Q-მოდულაცია დაბალი ნახევარტალღოვანი ძაბვით – WISOPTIC
2011 წელს პერლოვი და სხვ. გამოიყენეს NaF როგორც ნაკადად BBO კრისტალის გასაშენებლად 50 მმ სიგრძითc-ღერძის მიმართულება და მიღებული BBO EO მოწყობილობა ზომით 5მმ×5მმ×40მმ და ოპტიკური ერთგვაროვნებით უკეთესია, ვიდრე 1×10-6 სმ−1, რომელიც აკმაყოფილებს EO Q-სვიჩირების აპლიკაციების მოთხოვნებს. თუმცა ამ მეთოდის ზრდის ციკლი 2 თვეზე მეტია და ღირებულება მაინც მაღალია.
დღეისათვის BBO კრისტალის დაბალი ეფექტური EO კოეფიციენტი და დიდი ზომისა და მაღალი ხარისხის BBO ზრდის სირთულე კვლავ ზღუდავს BBO-ს EO Q-სვიჩირების აპლიკაციას. თუმცა, ლაზერული დაზიანების მაღალი ზღურბლისა და მაღალი გამეორების სიხშირეზე მუშაობის უნარის გამო, BBO კრისტალი კვლავ არის ერთგვარი EO Q-მოდულაციის მასალა მნიშვნელოვანი ღირებულებით და პერსპექტიული მომავლის მქონე.
სურათი 2. BBO EO Q-გამრთველი დაბალი ნახევარტალღოვანი ძაბვით – დამზადებულია WISOPTIC Technology Co., Ltd.-ის მიერ.
გამოქვეყნების დრო: ოქტ-12-2021