《低損耗KBBF晶體－稜鏡耦合器件研究》是依託中國科學院理化技術研究所，由王桂玲擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：低損耗KBBF晶體－稜鏡耦合器件研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王桂玲
- 依託單位：中國科學院理化技術研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
KBBF晶體是重要的深紫外非線性光學晶體，基於KBBF晶體器件的深紫外全固態雷射已經成功套用於光電子能譜儀、光發射電子顯微鏡等，獲得超高解析度，引起國際科學界高度關注。其下一步發展方向將為連續波深紫外雷射輸出。本項目擬研究可用於外腔倍頻的低損耗的KBBF晶體－稜鏡耦合器件，以及這種器件的深紫外變頻性能、外腔倍頻性能及產生連續波深紫外雷射輸出的方案。意義在於：將可通過外腔倍頻實現深紫外雷射輸出，使得連續波深紫外輸出成為可能，對於準連續波深紫外雷射產生，也可大大提高轉換效率和輸出功率，對於腔外倍頻，也可降低損耗，更有效的利用基頻雷射。將會提高深紫外全固態雷射性能，大大提高套用深紫外雷射的先進儀器的性能，繼續引領此方面的發展，並可能會開闢新的套用領域，對於繼續保持我國在非線性光學材料研究中的領先地位，推進全固態雷射技術的套用，具有重要意義。
結題摘要
近年來，基於KBBF晶體器件的深紫外全固態雷射已經成功套用於光電子能譜儀、光發射電子顯微鏡等，獲得超高解析度，引起國際科學界高度關注。與原有光源相比，這種深紫外全固態雷射具有超高解析度、超高光束流密度/強度、能探測體效應等優點。但在本項目之前，已獲得的是重複頻率最高為80MHz的準連續或脈衝深紫外雷射，在套用中發現，由於雷射能量分布在一個個脈衝中發射出來，單脈衝能量過大，打到被測樣品上會打出過多電子，這些電子相互作用，出現空間電荷效應。因此，在上述套用中只能降低使用功率，無法充分利用這種新光源超高光束流密度和強度的優點，還無法完全實現儀器的超高解析度。因此，套用方迫切需要連續波深紫外雷射。但要獲得連續波深紫外雷射，由於連續波雷射峰值功率低，需要採用外腔倍頻才能實現有效頻率變換，而KBBF晶體－稜鏡耦合器件損耗較大（~11%），無法實現外腔倍頻的腔內振盪。 本項目研製出了能滿足外腔倍頻要求，從而實現連續波深紫外雷射輸出的低損耗KBBF晶體－稜鏡耦合器件，其損耗低至1.9%，大大優於項目預計指標。利用這種低損耗器件，實現了外腔倍頻，分別實現了準連續和連續波深紫外雷射輸出。外腔倍頻的準連續波深紫外雷射輸出，其轉換效率較無腔情況大大提高。而外腔倍頻實現的連續波深紫外雷射輸出功率達1.3mW，已達到套用儀器所需的功率水平。此研究結果一經發表，已得到相關領域研究人員的高度關注。 此研究結果把KBBF晶體的套用和深紫外全固態雷射性能提高到一個新的台階，此新型光源將可大大提高深紫外雷射套用儀器的性能，繼續引領此方面的發展，並可能會開闢新的套用領域，對於繼續保持我國在非線性光學材料研究中的領先地位，推進全固態雷射技術的套用，具有重要意義。 此外，本項目還對RBBF、BPO4、LCB等其他幾種新型紫外、深紫外非線性光學晶體的性能進行了研究，也獲得了較好結果。
