全固态连续单频266nm深紫外激光器

采用I类角度匹配的BBO晶体外腔倍频全固态连续单频532 nm绿光激光器,设计了紧凑稳定的四镜环形倍频腔结构,利用腔外偏振锁腔的方式,实现了高光束质量、高转换效率的全固态连续单频266 nm深紫外激光器。泵浦功率为3 W、输出镜在532 nm处定点透射率为2.5%时,获得了最大输出功率810 mW的紫外激光输出,当输出功率稳定在730 mW时,长期功率稳定性三小时内优于±1.5%,光束质量因子M^2<1.5。

关于266nm紫外激光器的探究

266nm紫外激光器具有的高效率、全固化、工作稳定、使用年限长等优势,使得其近年来在诸多领域内得到了很好的应用。现已成为国际上众多激光器研究学者关注的焦点和未来激光器发展的热点。围绕着266nm紫外激光器,本文主要介绍了紫外激光的特点与应用领域,266nm紫外激光器倍频的基本原理与实验装置,并对实验结果进行了详细分析。

全固态连续228 nm深紫外激光器研究

采用V型腔腔内二倍频和透镜聚焦方式腔外四倍频结构,基于Nd:YVO_(4)准三能级激光系统914 nm基频光级联非线性光学频率变换获得连续波228 nm激光输出。在通常情况下,与脉冲运转方式相比,连续运转激光实现透镜聚焦腔外倍频需要较高的平均功率和较好的光束质量。为了获得较高457 nm连续激光输出性能,理论计算V型腔分臂的长度变化对腔内不同位置光斑大小的影响;实验研究了V型腔不同分臂长度对LD端泵Nd:YVO_(4)/LBO产生457 nm激光输出性能的影响。最终,在泵浦功率为26 W时,获得功率为2.2 W的TEM_(00)模连续波457 nm激光输出,利用I类临界相位匹配BBO晶体对其进行腔外倍频,获得功率为6 mW的228 nm连续波深紫外激光,激光光斑呈椭圆形,一小时内功率稳定性为1.8%。

采用BBO晶体产生266 nm深紫外激光过程中的热特性研究

基于近红外波段1064 nm激光的四倍频过程是产生深紫外激光的有效技术手段之一。然而,非线性晶体在产生深紫外激光的过程中,晶体内部严重的非线性吸收带来的热效应会破坏其相位匹配条件,进而制约深紫外激光功率的提升。为此,在利用偏硼酸钡(BBO)晶体作为1064 nm近红外光四倍频过程的非线性转化介质的基础上,通过对不同匹配温度下的晶体内部温升情况进行研究,发现提高晶体匹配温度可以有效减缓晶体内部由非线性吸收引起的热效应,改善深紫外激光功率输出。最终,在晶体匹配温度为180℃、绿光输入功率为16 W时,获得了重复频率为20 kHz、单脉冲宽度为4 ns、平均功率为2.56 W的266 nm深紫外激光。通过建立BBO晶体非线性吸收理论模型,进一步计算了不同匹配温度、不同紫外激光功率下的非线性吸收系数和归一化色心密度,结果显示,非线性吸收系数与紫外激光功率强度正相关,并且在紫外激光功率均为2.25 W时,相较于60℃,匹配温度为180℃的晶体其非线性吸收系数减小了近63%,色心密度也降低了57%,该研究结果对实现高功率的266 nm深紫外激光的输出具有重要意义。

LD端面抽运全固态声光调Q228.5nm深紫外激光器

采用三镜折叠V型谐振腔、声光调Q技术和三硼酸锂(LBO)晶体,对二极管端面抽运Nd∶YVO_(4)的914 nm基频光进行腔内倍频,实现了457 nm激光输出,利用I类相位匹配偏硼酸钡(BBO)晶体对457 nm蓝光进行腔外倍频,获得了228.5 nm深紫外激光。当抽运功率为17 W时,获得了平均功率为10 mW的228.5 nm深紫外激光输出,脉冲宽度为64.26 ns,重复频率为10 kHz。2 h内的激光输出稳定度为±2%。

实用化全固态266nm激光器的研究

报道了W级实用化全固态266nm紫外激光器的设计和应用。在简单紧凑的平平直腔内,使用声光Q进行调制,通过LD端面抽运Nd:YVO4激光晶体产生平均功率8W的1064nm近红外光。采用Ⅱ类临界相位匹配的KTP晶体进行腔内倍频,产生平均功率5W的532nm绿光。然后,采用Ⅰ类临界相位匹配CsLiB6O10(CLBO)晶体进行腔外四倍频,产生平均功率1.3W、脉宽约11ns和重复频率20kHz的266nm紫外激光。用该紫外激光器清洗发光二极管(LED)基板,结果表明:激光器性能稳定,清洗效果良好。