BBO-Güteschaltung und Pulse-Picking bei hohen Leistungen

BBO zeichnet sich durch eine gute optische Transparenz von etwa 200 nm bis über 2 µm aus und bietet eine hohe Beständigkeit gegen optische Schäden mit einer Belastbarkeit von >3 GW/cm ² für 1-ns-Impulse bei 1064 nm. Es ist möglich, BBO-Pockels-Zellen bei durchschnittlichen Leistungen von mehreren hundert Watt und Leistungsdichten von mehreren kW/ ^cm² zu verwenden. Darüber hinaus weisen BBO-Güteschalter sehr geringe piezoelektrische Resonanzen auf.

Im Vergleich zu RTP besteht der Vorteil von BBO darin, dass die optische Ausbreitung entlang der optischen Achse des Materials (Z-Richtung) erfolgt, sodass keine statische Doppelbrechung auftritt und die thermische Stabilität ausgezeichnet ist. Bei RTP verläuft die Lichtausbreitungsachse entweder entlang der X- oder Y-Achse, die beide Doppelbrechung aufweisen, sodass eine Form der Doppelbrechungskompensation erforderlich ist. In der RTP-Pockels-Zelle ist es schwieriger, einen hohen Kontrast zu erreichen.

Der elektrooptische Koeffizient von BBO ist jedoch recht niedrig. Für eine gegebene Kristalldimension ist die Halbwellenspannung der BBO-Pockels-Zelle also viel höher als bei jeder vergleichbaren Pockels-Zelle. Beispielsweise hat ein BBO-Kristall mit einem Querschnitt von 3 x 3 mm und einer Länge von 20 mm eine effektive Halbwellenspannung von etwa 7 kV bei 1064 nm, was etwa fünfmal höher ist als bei einem RTP-Kristall ähnlicher Größe. Auch wenn es sich um ein Transversalfeldgerät handelt, das durch lange und dünne Kristalle empfindlicher gemacht werden kann, gibt es praktische Grenzen für die Längen einzelner Kristalle, die mit der Apertur zusammenhängen. Oftmals besteht die einzige praktische Methode, die Spannungen auf akzeptable Werte zu senken (insbesondere bei Kristallen mit größerer Apertur), darin, zwei Kristalle in Reihe zu verwenden, um so die verfügbare Spannung an zwei Kristalle anzulegen und so den erzeugten Effekt zu verdoppeln.

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