저온상 바륨 메타보레이트(β-BaB₂O₄, BBO 약식) 결정은 삼자 결정계에 속합니다. 3m 포인트 그룹. 1949년, 레빈외. 저온상 바륨 메타보레이트 BaB 발견₂O₄ 화합물. 1968년 브릭스너외. 사용된 BaCl₂ 투명한 바늘 모양의 단결정을 얻기 위한 플럭스로. 1969년 Hubner는 Li를 사용했습니다.₂O를 플럭스로 0.5mm×0.5mm×0.5mm 성장시키고 밀도, 셀 파라미터, 공간군의 기본 데이터를 측정하였다. 1982년 이후, 중국과학원 푸젠물질구조연구소는 용융염 종자결정법을 사용하여 플럭스에서 큰 단결정을 성장시켰고, BBO 결정이 우수한 자외선 주파수 배가 물질임을 발견했습니다. 전기 광학 Q-스위칭 애플리케이션의 경우 BBO 크리스탈은 높은 반파장 전압으로 이어지는 낮은 전기 광학 계수의 단점이 있지만 레이저 손상 임계값이 매우 높다는 뛰어난 장점이 있습니다.

중국 과학원의 푸젠 물질 구조 연구소는 BBO 결정의 성장에 대한 일련의 작업을 수행했습니다. 1985년에는 67mm×14mm 크기의 단결정이 성장했다. 결정 크기는 1986년에 76mm×15mm, 1988년에 120mm×23mm에 이르렀습니다.

결정의 성장은 무엇보다도 용융염 종자결정법(탑종자결정법, 플럭스리프팅법 등으로도 알려짐)을 채택합니다. 결정 성장 속도c-축 방향이 느리고 고품질의 롱 크리스탈을 얻기 어렵다. 또한 BBO 결정의 전기 광학 계수는 상대적으로 작고 결정이 짧으면 더 높은 작동 전압이 필요합니다. 1995년, 굿노외. Nd:YLF 레이저의 EO Q 변조를 위한 전기 광학 재료로 BBO를 사용했습니다. 이 BBO 결정의 크기는 3mm×3mm×15mm(x, y, z), 횡변조를 채택하였다. 이 BBO의 길이-높이 비율은 5:1에 도달했지만 1/4파장 전압은 여전히 ​​최대 4.6kV로 동일한 조건에서 LN 수정의 EO Q 변조의 약 5배입니다.

동작 전압을 낮추기 위해 BBO EO Q-switch는 2개 또는 3개의 수정을 함께 사용하므로 삽입 손실과 비용이 증가합니다. 니켈외. 빛이 크리스탈을 여러 번 통과하게하여 BBO 크리스탈의 반파 전압을 줄였습니다. 그림과 같이 레이저빔은 수정체를 4번 통과하며 45°에 배치된 고반사 거울에 의한 위상지연은 광로에 배치된 파장판에 의해 보상된다. 이런 식으로 이 BBO Q 스위치의 반파 전압은 3.6kV만큼 낮을 수 있습니다.

그림 1. 반파장 전압이 낮은 BBO EO Q 변조 – WISOPTIC

2011년 펄로프 외. NaF를 플럭스로 사용하여 길이 50mm in의 BBO 결정 성장c-축 방향, 그리고 5mm×5mm×40mm의 크기와 1×10보다 나은 광학적 균일성을 갖는 BBO EO 소자를 얻었다.^-6 센티미터^-1, EO Q-스위칭 애플리케이션의 요구 사항을 충족합니다. 그러나 이 방법의 성장주기는 2개월 이상이고 비용은 여전히 ​​높다.

현재 BBO 결정의 낮은 유효 EO 계수와 BBO를 대형 및 고품질로 성장시키는 어려움은 여전히 ​​BBO의 EO Q-스위칭 응용을 제한합니다. 그러나 높은 레이저 손상 임계값과 높은 반복 주파수에서 작동할 수 있는 능력으로 인해 BBO 크리스탈은 여전히 ​​중요한 가치와 유망한 미래를 가진 일종의 EO Q 변조 재료입니다.

그림 2. 반파장 전압이 낮은 BBO EO Q-Switch – (주)와이옵틱테크놀로지