[激光原理与应用-185]：光学器件 - BBO、LBO、CLBO晶体的全面比较
一、相同点
非线性光学晶体属性
BBO、LBO、CLBO均为非中心对称晶体，具备非线性光学效应，广泛应用于激光频率转换（如倍频、三倍频、和频、差频）、光学参量振荡（OPO）及电光调制等领域。宽透光范围
三者均覆盖紫外到近红外波段，但具体范围不同：- BBO：190-3500 nm
- LBO：160-2600 nm
- CLBO：180-2750 nm
高激光损伤阈值
均能承受高功率激光照射，但LBO的损伤阈值最高（约为KTP的4.1倍、BBO的2.15倍），CLBO次之，BBO相对较低。相位匹配能力
支持Ⅰ类和Ⅱ类相位匹配，适用于多种非线性光学过程。
二、不同点
| 特性 | BBO晶体 | LBO晶体 | CLBO晶体 |
|---|---|---|---|
| 晶体结构 | 三方晶系，空间群R3c | 单斜晶系，空间群C2 | 四方晶系，空间群I4 |
| 非线性系数 | 最高（约为KDP的6倍） | 中等（约为KDP的1.5倍） | 高（约为KDP的2倍） |
| 透光范围 | 190-3500 nm | 160-2600 nm | 180-2750 nm |
| 损伤阈值 | 高（GW/cm²量级） | 极高（18.8 GW/cm²） | 高（但低于LBO） |
| 温度稳定性 | 较差（需严格控制温度） | 优异（宽温度范围稳定） | 良好（优于BBO） |
| 角度公差 | 小（需精确对准） | 大（易于操作） | 更大（优于BBO和LBO） |
| 离散角 | 大 | 小 | 最小 |
| 双光子吸收 | 存在（限制高功率应用） | 无 | 无 |
| 潮解性 | 易潮解（需密封保存） | 非吸湿性 | 极强潮解性（需干燥环境） |
| 生长难度 | 高温溶液法，周期长 | 直拉法/助熔剂法，技术成熟 | 生长周期短，可制备大尺寸晶体 |
| 典型应用 | 紫外波段倍频、 电光Q开关 | 高功率倍频/三倍频、OPO | 深紫外谐波产生 （如266 nm、213 nm） |
三、核心优势与局限
- BBO晶体
- 优势：非线性系数极高，适合低功率、宽波段调谐（如紫外波段倍频）。
- 局限：潮解性强，高功率下双光子吸收显著，温度稳定性较差。
- LBO晶体
- 优势：损伤阈值极高，温度稳定性优异，适合高功率、长时运行（如医用Nd:YAG激光倍频）。
- 局限：非线性系数较低，需更高泵浦能量。
- CLBO晶体
- 优势：深紫外透过性好，光谱带宽宽，角度公差大，适合高精度应用（如半导体光刻、UV-LIDAR）。
- 局限：潮解性极强，需严格环境控制，成本较高。
四、应用场景推荐
- 高功率激光系统：优先选择LBO晶体，其高损伤阈值和温度稳定性可确保长期稳定运行。
- 紫外/深紫外激光生成：CLBO晶体是最佳选择，但需配备干燥环境以避免潮解。
- 宽波段调谐与低功率应用：BBO晶体因非线性系数高而更具优势。
- 成本敏感型项目：LBO晶体生长技术成熟，成本较低；CLBO晶体虽生长快，但潮解问题增加使用成本。