固體紫外雷射器

固體紫外雷射器

固體紫外雷射器,是輸出波段在紫外區(10nm~400nm)的固體雷射器的統稱。它使用固體雷射材料做為工作物質,在光數據儲存、光刻技術、光碟控制、微加工、大氣探測、微電子學、光化學、光生物學以及醫療等領域有廣泛的套用。

簡介,套用,

簡介

固體紫外雷射器按泵浦方式分為氙燈泵浦紫外雷射器、氪燈泵浦紫外雷射器以及新型的雷射二極體(LD)泵浦全固態雷射器。固體紫外雷射器廣電轉換效率一般較低,而LD全固態紫外雷射器則有效率高、重頻高、性能可靠、體積小。光束質量較好及功率穩定等特點。
由於紫外線光子能量大,難以通過外激勵源激勵產生一定高功率的連續紫外雷射,故實現紫外連續波雷射一般是套用晶體材料非線性效應變頻方法產生。全固態紫外雷射譜線產生的方法一般有兩種,一是直接對紅外全固體雷射器進行腔內腔外3倍頻到4倍頻來得到紫外雷射譜線;二是先利用倍頻技術的到二次諧波然後再利用和頻技術得到紫外雷射譜線。前一種方法有效非線性係數小,轉換效率低,後一種方法由於利用的是二次非線性極化率,轉換效率比前一種高很多。晶體倍頻可實現連續紫外雷射,其光束形狀為高斯型,所以光斑呈圓形,能量從中心到邊緣逐漸下降。由於波長短和光束質量有限,光束可以聚焦在10um量級範圍。
倍頻實際上是一個和頻過程,以3倍頻為例,它是由頻率為ω的紅外信號與頻率為2ω的雷射束在非線性晶體通過三波互作用進行混頻,轉換為3ω高頻的,即ω+2ω=3ω。
由倍頻理論可知,選擇非線性晶體的依據是:材料應具有較大的有效非線性係數、在寬光譜範圍內儘量高的透明度、在需要的波段容易實現相位匹配、具有強的抗光損傷能力且容易實現晶體的生長和加工。KTP,LBO是倍頻、和頻廣泛套用的晶體,晶體轉化效率以能夠達到50%左右。

套用

光數據儲存
光刻技術
光碟控制
大氣探測
醫療領域

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