书 书 书犐犆犛 １７ ． １８０ 犃 ６０ 中华人民共和国国家标准 犌犅 ／ 犜 ２２４５２ — ２００８ 硼酸盐非线性光学 单晶元件通用技术条件 犌犲狀犲狉犪犾狋犲犮犺狀犻犮犪犾犮狅狀犱犻狋犻狅狀狅犳 狀狅狀犾犻狀犲犪狉狅狆狋犻犮犪犾犫狅狉犪狋犲犮狉狔狊狋犪犾犱犲狏犻犮犲狊 ２００８  １０  ０７ 发布 ２００９  ０４  ０１ 实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会 发布书 书 书前 　　 言 　　 本标准由全国光辐射安全和激光设备标准化技术委员会 （ ＳＡＣ ／ ＴＣ２８４ ） 提出并归口 。 本标准起草单位 ： 中国科学院福建物质结构研究所 、 福建光电子材料工程技术研究中心和福建福晶 科技股份有限公司 。 本标准主要起草人 ： 兰国政 、 吴少凡 、 林文雄 、 谢发利 、 吴季 、 李雄 。 Ⅰ 犌犅 ／ 犜 ２２４５２ — ２００８ 硼酸盐非线性光学 单晶元件通用技术条件 １ 　 范围 本标准规定了硼酸盐非线性光学单晶元件 β 相偏硼酸钡 （ β ＢａＢ ２ Ｏ ４ ， 简称 ＢＢＯ ） 和三硼酸锂 （ ＬｉＢ ３ Ｏ ５ ， 简称 ＬＢＯ ） 的术语 、 产品分类 、 技术要求 、 试验方法 、 检测规则及包装 、 标志 、 运输 、 贮存等 。 本标准适用于硼酸盐非线性光学单晶元件 ＢＢＯ 和 ＬＢＯ ， 其他种类的硼酸盐非线性光学单晶元件 也可参照使用 。 该元件主要用于制作激光器 。 ２ 　 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款 。 凡是注日期的引用文件 ， 其随后所有 的修改单 （ 不包括勘误的内容 ） 或修订版均不适用于本标准 ， 然而 ， 鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本 。 凡是不注日期的引用文件 ， 其最新版本适用于本标准 。 ＧＢ ／ Ｔ１１２９７．１ — ２００２ 　 激光棒波前畸变的测量方法 ＧＢ ／ Ｔ１６６０１ — １９９６ 　 光学表面激光损伤阈值测试方法 ＧＢ ／ Ｔ２２４５３ — ２００８ 　 硼酸盐非线性光学单晶元件质量测试方法 ＪＢ ／ Ｔ９４９５．３ — １９９９ 　 光学晶体透过率测量方法 ３ 　 术语和定义 ３ ． １ 硼酸盐非线性光学单晶 　 犖狅狀犾犻狀犲犪狉狅狆狋犻犮犪犾犫狅狉犪狋犲犮狉狔狊狋犪犾 阴离子基团为硼氧基团的非线性光学单晶 。 ３ ． ２ 硼酸盐非线性光学单晶元件 　 犖狅狀犾犻狀犲犪狉狅狆狋犻犮犪犾犫狅狉犪狋犲犮狉狔狊狋犪犾犱犲狏犻犮犲狊 硼酸盐非线性光学单晶经过定向 、 切割 、 抛光 ， 必要时镀膜后加工成的光学元件 。 ３ ． ３ 垂直度 　 犘犲狉狆犲狀犱犻犮狌犾犪狉犻狋狔 单晶元件通光面与侧面之间的垂直程度 。 ３ ． ４ 切割角度和角度偏差 　 犆狌狋狋犻狀犵犪狀犵犾犲犪狀犱犪狀犵犾犲狋狅犾犲狉犪狀犮犲 切割角度用 θ 和  表示 ， 角度偏差用 Δ θ 和 Δ  表示 。 θ 是单晶元件通光面的法线和 犣 轴之间的夹角 。  是单晶元件通光面的法线在 犡  犢 平面内的投影与 犡 轴之间的夹角 。 单晶元件的角度偏差 （ Δ θ ， Δ  ） 是实际切割角度与设计切割角度之间的偏差 。 犡 、 犢 、 犣 轴为硼酸盐非线性光学单晶的晶体主轴 。 ３ ． ５ 平面度 　 犉犾犪狋狀犲狊狊 单晶元件的平面度指单晶元件表面凹凸不平的程度 。 １ 犌犅 ／ 犜 ２２４５２ — ２００８ ３ ． ６ 表面疵病 　 犛犮狉犪狋犮犺 ／ 犱犻犵犮狅犱犲 单晶元件表面的划痕 、 麻点等微观结构缺陷 ， 称为表面疵病 。 长与宽的比不小于 ４∶１ 的表面疵病 ， 称为划痕 （ Ｓｃｒａｔｃｈ ）， 以 犛 表示 ； 长与宽的比小于 ４∶１ 的表面疵病 ， 称为麻点 （ Ｄｉｇｃｏｄｅ ）， 以 犇 表示 。 ３ ． ７ 损伤阈值 　 犇犪犿犪犵犲狋犺狉犲狊犺狅犾犱 可引起光学表面损伤几率为零的最大激光辐照能量密度或功率密度 。 ３ ． ８ 波前畸变 　 犠犪狏犲犳狉狅狀狋犱犻狊狋狅狉狋犻狅狀 波前畸变是指平行光束的波面通过被检单晶元件后相对于标准参考波面的畸变 。 ３ ． ９ 光学均匀性 　 犗狆狋犻犮犪犾犺狅犿狅犵犲狀犲犻狋狔 光学均匀性是指介质折射率的均匀程度 。 ４ 　 产品分类 本标准规定了硼酸盐非线性光学单晶中的两种单晶元件 ： 低温相偏硼酸钡 （ β ＢａＢ ２ Ｏ ４ ， 简称 ＢＢＯ ） 和三硼酸锂 （ ＬｉＢ ３ Ｏ ５ ， 简称 ＬＢＯ ）。 ５ 　 技术要求 ５ ． １ 　 物理性能 ５ ． １ ． １ 　 散射 在氦氖激光照射下 ， 使用带标尺的显微镜进行观察 。 要求单晶元件单位体积 （ ｃｍ ３ ） 内直径为 １０ μ ｍ ～ ２０ μ ｍ 的散射点不得多于 ４ 个 。 ５ ． １ ． ２ 　 光学不均匀性 在波长为 ６３２．８ｎｍ 的激光照射下 ， 单晶元件内单位长度 （ ｃｍ ） 最大折射率和最小折射率的差值应 不大于 ５×１０ －５ 。 ５ ． ２ 　 特定波长吸收 单晶元件特定波长的吸收应符合表 １ 的规定 。 表 １ 　 单晶元件特定波长吸收的要求 １０ －６ 每厘米 种 　　 类 １０６４ｎｍ ５３２ｎｍ ＬＢＯ ＢＢＯ ≤ １０００ ≤ ２０００ ≤ １５００ ５ ． ２ ． １ 　 倍频转换效率 单晶元件特定波长的倍频转换效率应符合表 ２ 规定 。 表 ２ 　 单晶元件特定波长倍频转换效率的要求 种 　　 类 条 　　 件 要求 ＬＢＯＳＨＧ （ １０６４ｎｍ — ５３２ｎｍ ） 　 激光器 ： ＬＢＯＳＨＧ （ １０６４ｎｍ — ５３２ｎｍ ） 测试所用激光器 ： Ｎｄ ： ＹＡＧ 电光调 Ｑ 的 １Ｈｚ 脉冲激光器 ， 波长 １０６４ｎｍ ， 激光为准 ＴＥＭ ００ 模 、 近平顶结构的输出 ， 光束直 径为  ７．５ｍｍ ， 脉冲宽度 （ ８±２ ） ｎｓ ， 激光远场发射角 ０．７ｍｍ · ｍｒａｄ ， 能量 ８００ｍＪ ； 　 样品 ： 长度 １５ｍｍ ， Ⅰ 类非临界相位匹配 ， 匹配角 θ ＝９０° ，  ＝０° 。 ≥ ４５％ ２ 犌犅 ／ 犜 ２２４５２ — ２００８ 表 ２ （ 续 ） 种 　　 类 条 　　 件 要求 ＢＢＯＳＨＧ （ ５３２ｎｍ — ２６６ｎｍ ） 　 激光器 ： 采用光纤耦合半导体端面泵浦 Ｎｄ ： ＧｄＶＯ ４ 单晶产生 １０６４ｎｍ 声光调 Ｑ 脉冲激光 ， 经二倍频器倍频产生 ５３２ｎｍ 倍频光 ， 脉冲调制重复频率为 １５ｋＨｚ ， 脉宽约 １８ｎｓ ， 光束直径为  １．７ｍｍ ， 激光平均功率 ６００ｍＷ 。 　 样品 ： 长度 ８ｍｍ ， Ⅰ 类临界相位匹配 ， 匹配角 θ ＝４７．７° ，  ＝０° 。 ≥ ２５％ ５ ． ２ ． ２ 　 激光损伤阈值 单晶元件的激光损伤阈值应符合表 ３ 规定 。 表 ３ 　 单晶元件激光损伤阈值的要求 种类 条 　　 件指 　　 标 元件抛光表面及内部 元件镀膜表面 ＬＢＯ ＢＢＯ 　 入射激光的光束质量因子 犕 ２ ＜ １．２ ， 波长为 １０６４ｎｍ ， 脉冲 宽度为 （ １０±２ ） ｎｓ ， 重复频率为 （ １０±１ ） Ｈｚ ， 每个测试点连续照 射 １０ 个脉冲 ， 光斑直径为 （ １±０．１ ） ｍｍ 。 ≥ ３ＧＷ ／ ｃｍ ２ ≥ ５００ＭＷ ／ ｃｍ ２ ≥ １ＧＷ ／ ｃｍ ２ ≥ ４５０ＭＷ ／ ｃｍ ２ ５ ． ２ ． ３ 　 减反膜剩余反射率 单晶元件减反膜的剩余反射率应符合表 ４ 规定 。 表 ４ 　 单晶元件减反膜剩余反射率的要求 项 　　 目 剩余反射率 犚 基频光波长单面反射率 ≤ ０．２０％ 倍频光波长单面反射率 ≤ １．０％ ５ ． ２ ． ４ 　 波前畸变 在波长为 ６３２．８ｎｍ 的激光照射下 ， 激光光束的波面通过被检单晶元件 ， 被元件后表面反射后 ， 其 相对于标准参考波面的偏差应不大于 λ ／ ４ 。 ５ ． ３ 　 加工质量 ５ ． ３ ． １ 　 尺寸公差 尺寸公差应符合以下要求 ： 当 犔 ≥ ４ｍｍ 时 ， 尺寸应为 犠 ＋０．１ －０．１ × 犎 ＋０．１ －０．１ × 犔 ＋０．５ －０．１ ｍｍ 当 ０．２ ＜ 犔 ＜ ４ｍｍ 时 ， 尺寸应为 犠 ＋０．１ －０．１ × 犎 ＋０．１ －０．１ × 犔 ＋０．１ －０．１ ｍｍ 当 犔 ＜ ０．２ｍｍ 时 ， 尺寸应为 犠 ＋０．１ －０．１ × 犎 ＋０．１ －０．１ × 犔 ＋０．０５ －０．０５ ｍｍ 上式中 犠 为单晶元件通光面的宽度 ， 犎 为单晶元件通光面的高度 ， 犔 为单晶元件通光方向的长度 。 图 １ 为单晶元件尺寸标注示意图 。 图 １ 　 单晶元件尺寸标注示意图 ５ ． ３ ． ２ 　 角度偏差 单晶元件的切割角度偏差要求 ： －０．５° ≤ Δ θ ≤ ０．５° ， －０．５° ≤ Δ  ≤ ０．５° 。 ３ 犌犅 ／ 犜 ２２４５２ — ２００８ ５ ． ３ ． ３ 　 不平行度 单晶元件两个通光面的不平行度应不大于 ３０″ 。 ５ ． ３ ． ４ 　 不平面度 在波长为 ６３２．８ｎｍ 激光照射下 ， 单晶元件通光面的不平面度应不大于 λ ／ ４ ５ ． ３ ． ５ 　 不垂直度 单晶元件的通光面与侧面之间的不垂直度应不大于 １０′ ， 相邻的两个侧面之间的不垂直度应不大 于 １０′ 。 ５ ． ３ ． ６ 　 有效通光孔径 单晶元件的通光表面扣除四周倒角后的可用面