BBO 普克尔斯盒用于高重复频率Q开关和高功率脉冲拾取

从技术上讲，我们应该讨论β-BBO，以区分它与α-BBO，α-BBO虽然在化学上相同，但其晶体结构的对称中心剥夺了它的任何电光效应(但它仍然是一个优秀的偏振器)。

BBO具有良好的光学透明度，从约200nm到超过2 μ m，对于腔内激光操作非常重要，在1064nm的1ns脉冲下，功率处理>3GW/cm2，具有很高的光学损伤抗性。平均功率处理能力也优于其他材料，并且可以在数百瓦的平均功率水平和几千瓦/平方厘米的功率密度下使用BBO 普克尔斯盒。

除了这种出色的功率处理，BBO Q开关具有非常低的压电共振水平。对于Q开关，高达50甚至100kHz的激光器是实用的，对于脉冲拾取应用，其电激发脉冲非常短，已被证明的极限是>5MHz(驱动器限制)。

与RTP的相比，它们都适合高重复率的应用程序。BBO的优点是光传播沿着材料的光轴(z方向)，因此没有静态双折射，热稳定性好。这与高的晶体均匀性一起提供了高的消光比，单晶器件的消光比通常为~ 1000:1甚至更高。在RTP中，光传播轴沿着X轴或Y轴，两者都表现出双折射，因此需要某种形式的双折射补偿。因此，在RTP 普克尔斯盒中实现如此高的对比度是比较困难的。

BBO的电光系数相当低，因此对于给定的晶体尺寸，半波电压将远远高于任何类似的普克尔斯盒。例如，一个3x3mm横截面长20mm的晶体在1064nm处的有效半波电压约为7kV，约为类似晶体尺寸的RTP 普克尔斯盒的5倍。尽管它是一种横向场器件，因此可以通过使晶体变长变薄来提高灵敏度，但与孔径有关的单个晶体的长度存在实际限制。对于5x5mm截面的晶体，z方向的最大实际长度为25mm。对于孔径大于5mm但不超过12mm的晶体，最大可用长度为20mm，对于更大的孔径，长度必须下降更多。通常情况下，将电压降至可接受水平的唯一实用方法(特别是孔径较大的晶体)是串联使用两个晶体。这不像RTP 普克尔斯盒，没有双折射补偿发生，但它只是将可用电压应用于串联的两个晶体，从而产生双倍的效果。

通常BBO 普克尔斯盒安装在直径35mm的封装中，其长度由所使用的BBO晶体的总长度决定。例外情况是需要同轴连接器的封装，无论是出于安全(在开放式工作台上使用)还是出于驱动方案(例如通过连接的驱动器)的原因，或者在水冷设备的情况下(见下文)。无论采用哪种包装方式，通常都必须用光学窗密封，因为BBO具有轻度吸湿性，不能承受高湿度条件下的操作，但不会随着时间的推移而降解光学面。如果环境被仔细控制和低湿度，BBO 普克尔斯盒可以成功地在无窗包装中操作。

水冷式版本

使用水冷BBO 普克尔斯盒有两个原因，更高的重复率和更高的光功率处理。首先，BBO中的介电热损耗通常高于RTP，并且由于使用的电压较高，因此有大量电能倾倒到BBO 普克尔斯盒中。对于大约1MHz及更高的频率，我们发现通过采用具有增强热管理的特殊封装设计，我们能够保持在较低频率下看到的对比度性能。当频率增加到1MHz以上时，适量的水冷可以进一步增强这一点。

采用水冷当然的另一个主要原因是允许处理更高的光功率。标准设备的功率通常可以达到100W甚至更高(当然，这取决于应用)。

水冷外壳提供几乎对称的晶体散热，也提供冷却的孔径。