ICS 17.180 A 60 GB 中华人民共和国国家标准 GB/T 22453—2008 硼酸盐非线性光学单晶元件 质量测试方法 Non-linear optical borate crystal devices measuring method 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 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T22453—2008 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。 GB/T22453—2008 硼酸盐非线性光学单晶元件 质量测试方法 1范围 本标准规定了硼酸盐非线性光学单晶元件低温相偏硼酸钡（β-BaB,O4，简称BBO）和三硼酸锂 (LiB,Os，简称LBO)的质量测试方法。 本标准适用于BBO和LBO单晶元件。能满足本标准要求的其他硼酸盐非线性光学单晶元件也可 参照使用。 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光学表面激光损伤阅值测试方法第1部分：1对1测试（eqvISO/ DIS 11254-1.2:1995) JB/T9495.3—1999光学晶体透过率测量方法 3主要测试项目 3.1物理性能 散射、光学不均匀性、特定波长吸收、倍频转换效率、激光损伤阈值、减反膜剩余反射率、波前畸变。 3.2加工质量 尺寸公差、角度偏差、不平行度、不平面度、不垂直度、有效通光孔径、表面疵病。 4测试的环境要求 洁净等级：10000级 温度：（23±2）℃ 相对湿度：（55土5）% 5测试方法 5.1散射 5.1.1测试原理 利用单晶元件内部的包络、气泡等缺陷对激光束的散射作用，观测单晶元件内部质量。当激光通过 元件的光路被散射变粗或出现发散光，表明元件存在包络、气泡等缺陷， 5.1.2测试条件 样品：单晶元件的激光人射面、出射面及观测面抛光 环境：在暗室内测量。 5.1.3测试仪器 He-Ne激光器（波长632.8nm，功率40mW~50mW，光斑直径大于或等于2mm），三维调节平 1 GB/T22453—2008 台，带标尺的50倍显微镜。 5.1.4测试步骤 5.1.4.1将单晶元件放置于激光器检测光路中，使元件通光面与激光光束垂直。 5.1.4.2通过调整三维调整台，使激光光束相对于元件通光面作两维扫描，相邻扫描点的间隔为 2 mm。 5.1.4.3扫描过程中用带标尺的显微镜观察，如发现有散射点，记录其个数、位置及大小。 5.2光学不均匀性 5.2.1测试原理 测试光通过单晶元件后，被后标准镜反射，它与前标准镜反射的激光发生干涉，通过计算干涉条纹 的变化量，得出单晶元件的光学不均匀性。 5.2.2测试仪器 采用斐索干涉仪结构的高精度光学均匀性测量仪（准确度为1X10-7）。 5.2.3测试步骤 5.2.3.1打开测量仪 5.2.3.2将样品按图1放人测试光路中，调节旋钮至条纹出现2条～3条，测试样品的透过波前。 平面透镜 参照镜 测试样品 图1测试光路图 5.2.3.3按图2方式测试样品的S面平面度。 图2S,面平面度测试方法 5.2.3.4按图3测试样品的S2面平面度。 图3S2面平面度测试方法 5.2.3.5按图4测试空腔的波前。 参照镜 图4空腔波前的测试方法 5.2.3.6通过以下计算公式进行计算，即得到样品的折射率变化值△n： 2 GB/T22453—2008 △n =[n(T-C)-(n-1)(Az -A,)]/L ...(1) 式中： n——单晶的折射率； T一—透过波前,单位为纳米（nm); C—空腔波前,单位为纳米（nm）； A,——S面平面度，单位为纳米（nm)； A2———Sz面平面度，单位为纳米（nm）； L一一单晶元件通光方向的长度，单位为毫米（mm）。 5.3特定波长吸收 单晶元件特定波长吸收的测试方法按JB/T9495.3—1999的规定 5.4倍频转换效率 5.4.1测试原理 （532nm266nm）后产生倍频光的功率/能量。倍频光与基频光功率/能量比值即为单晶元件的倍频 转换效率。 5.4.2测试仪器 5.4.2.1激光器 a）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TEMo模、近平顶结构的输出，光束直径为Φ7.5mm，脉冲宽度 （8土2）ns，激光远场发射角0.7mm·mrad，能量800mJ； b）BBO.SHG（532nm266nm）测试所用激光器：采用光纤耦合半导体端面泵浦Nd:GdVO4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91.7mm，激光平均功率600mW。 5.4.2.2激光功率/能量计：测量偏差土5%。 5.4.3样品 a）LBOSHG（1064nm～532nm）所用单晶元件样品：长度15mm，I类非临界相位匹配，匹配角 .0-0.06-6 b）BBOSHG（532nm~266nm）所用单晶元件样品：长度8mm，I类临界相位匹配，匹配角Q= 47.7°,=0° 5.4.4测试步骤 5.4.4.1LBO SHG效率 5.4.4.1.1将电光调Q1064nm激光，垂直人射到5.4.3所述LBO样品的通光面上。在激光能量计 和LBO间加人一片532nm高透（透过率>97%）1064nm高反（反射率>99.5%）的短波通滤波片。 频光的能量E2。 5.4.4.1.3计算获得二倍频转换效率n=E2/E。 5.4.4.2BBOSHG效率 光面上，BBO单晶置于透镜焦点附近。单晶温度t=25℃，精度优于土0.1℃； 5.4.4.2.2在激光功率计和BBO晶体间加入一片266nm高透、532nm高反的短波通滤波片； 激光功率为P2； SAG 5.4.4.2.4根据n=P2/P计算得到转换效率。 3