β相偏硼酸钡(BBO)晶体

非线性晶体BBO（β-硼酸钡）的工作过程主要基于其光学非线性效应，以下是其在不同应用中的工作过程：  

激光频率转换 

• 倍频过程：当强激光束（如Nd:YAG激光器发出的1064nm红外激光）穿过BBO晶体时，晶体的非线性特性会使激光的电场在晶格内引起偏振，导致发射出频率为入射光束两倍的新光子，从而将红外激光转换为可见光（如532nm的绿光）。 
• 三倍频和四倍频：通过调整激光的入射角度和偏振态，BBO晶体还可以实现三倍频（如将1064nm激光转换为355nm紫外光）和四倍频（如将1064nm激光转换为266nm深紫外光）等更高次的频率转换。 

光学参量振荡（OPO）

• 产生新光子：在OPO过程中，BBO晶体与泵浦激光束相互作用，通过非线性光学效应将泵浦光的能量转化为两个不同频率的新光子，即信号光和闲频光，从而实现特定波长范围的放大和可调谐激光输出。 
• 波长调谐：通过改变晶体的温度、角度或泵浦光的波长等参数，可以实现对输出激光波长的调谐，使其在较宽的光谱范围内（从紫外到中红外）产生可调谐的相干光。

电光调制 

• 控制光的偏振态：BBO晶体在电光调制器中，通过施加外部电场来改变晶体的折射率，从而控制光的偏振态。当激光束通过电光调制的BBO晶体时，其偏振态会随着外加电场的变化而发生改变，进而实现对激光强度、相位或偏振的调制。 
• 应用于光通信和激光雷达：在光通信系统中，电光调制的BBO晶体可用于实现高速光信号的调制和解调；在激光雷达系统中，可用于产生脉冲激光信号和对回波信号进行检测。 

量子光学 

• 产生纠缠光子对：在量子光学实验中，BBO晶体可以通过非线性光学过程产生纠缠的光子对。当激光照射到BBO晶体时，晶体的非线性效应会使一个光子分裂成两个纠缠的光子，这两个光子具有特定的量子态关联，可用于量子通信和量子计算等领域的研究。