高能量高转换效率355 nm紫外激光器

为了得到一种三倍频效率高达60%的355 nm脉冲激光器,采用曲率半径分别为2 m的凹凸高斯镜和9 m的平凹全反镜组合作为谐振腔,加以电光调Q,得到1 064 nm高光束质量激光输出,再将其进行行波放大,获得重复频率10 Hz、脉宽7.3 ns、单脉冲能量1.01 J的1 064 nm基频光输出。利用Ⅰ类相位匹配LBO晶体进行二倍频、Ⅱ类相位匹配LBO晶体进行三倍频以得到波长为355 nm的紫外光输出。通过二倍频和三倍频输出特性和非线性晶体参数的分析和实验调试,最终获得了单脉冲能量为608 m J、脉宽为5.7 ns、线宽为2 nm的紫外激光输出。通过优化二倍频的转换效率,可使1 064 nm基频光到三倍频得到的355 nm紫外光的转换效率达60%。

1064nm和355nm激光扫描刻蚀覆铜板工艺及质量研究

为了研究不同纳秒激光工艺参量(波长、能量密度、扫描速率)以及铜层厚度对激光刻蚀覆铜板质量(包括刻蚀深度及加工面粗糙度)的影响,采用50W的1064nm红外光纤激光器和10W的355nm紫外固体激光器对覆铜板进行了对比刻蚀实验。通过分析红外、紫外激光刻蚀覆铜板材料的作用机理并对比实验结果得知,采用1064nm红外光纤激光作为激光光源时,设置合适的刻蚀参量,能在完全去除铜箔层的条件下,最大限度地保证环氧树脂基底的完整性;而采用355nm的紫外激光作为激光光源时,因环氧树脂材料对紫外波段激光的高吸收率,以及紫外激光对有机材料的光化学作用,基底材料的损伤难以避免,此外,红外光纤激光具有较高的刻蚀效率。结果表明,综合光纤激光器高稳定性和高集成度的特点,若激光直接刻蚀技术被用于大规模覆铜板的工业加工中,红外光纤激光将更具优势性。

Cr^(4+):YAG被动调Q腔外三倍频紫外激光器

理论上分析了影响腔外三倍频输出效率的各因素,并对Cr4+∶YAG小信号透过率、输出镜透过率、聚焦透镜焦距、非线性晶体尺寸的优化选取以及各元件的合理放置进行了讨论。在最大抽运功率为17W的情况下,获得了336mW的355nm准连续紫外激光输出,重复频率为28kHz,脉宽12ns,单脉冲能量为12μJ,峰值功率为1kW,总的光-光转换效率为2%。

LD侧面抽运全固态Nd∶YAG紫外激光器的研究

为了使侧面抽运全固态355nm紫外激光器输出高质量光束的紫外激光,采用腔内光束传输矩阵模拟的方法,进行了谐振腔优化和腔内倍频和频结构设计。通过理论分析和实验验证,取得了输入电功率为280W、声光调制频率为40k Hz时,355nm紫外激光的输出功率为10.58W、激光脉冲宽度20ns、光束质量因子M2=1.3的数据。结果表明,侧面抽运腔内倍频与和频可实现近基模高功率紫外激光的输出。这一结果对紫外激光器的工程化有一定指导意义。

基于基频放大的紫外皮秒355 nm输出效率提升系统

在腔外和频获得紫外355 nm皮秒激光输出的过程中,和频晶体的长度是影响转换效率的重要因素.和频过程的激光输入参数和晶体吸收系数都会影响和频晶体的最适长度选取.目前缺乏对于腔外和频产生紫外355 nm激光过程中输入激光光子数配比以及晶体吸收对于和频晶体最适长度影响的研究.本文基于三波耦合方程进行了理论推导和数值模拟,讨论了不同入射条件下最高和频效率的稳态解,分析了不同光子数配比以及LiB3O5晶体吸收对于最适和频晶体长度的影响,提出了放大基频光同时缩短晶体长度并提高转换效率的方案.在该方案中,将1064 nm皮秒基频光在倍频产生532 nm二次谐波后进行分离放大,再与532 nm倍频光在LiB3O5晶体内进行和频,从而产生紫外355 nm皮秒激光输出.模拟结果表明,通过基频放大改变和频过程中的光子数配比,可以缩短取得最高转换效率的和频晶体最适长度,同时减少和频晶体对于355 nm激光的吸收和走离影响,输出功率较传统方案提升40%以上,从而获得了高效率紫外355 nm皮秒激光输出.

高功率高光束质量全固态内腔三倍频355nm激光器

通过设计优化二倍频晶体的参数,较好地补偿了基频光与倍频光在三倍频晶体中混频时产生的走离效应。通过设计优化谐振腔参数,增大了三倍频晶体处基频光束的光斑半径,使穿过三倍频晶体的基频光束接近平行,从而减小了三倍频晶体处基频光束的发散角,进一步提高了三倍频转换效率。当泵浦注入功率为96.8 W,脉冲重复频率为35 kHz时,355 nm紫外激光的平均输出功率最高为14.1 W,10 h的功率稳定性(均方根)优于0.9%,光束质量因子优于1.18。整个系统具有结构简单、平均功率高、功率稳定性高、光束质量好等优点,适合进行产品化开发。

用于全固态355 nm紫外激光器的三波长高反膜

为了提高激光损伤阈值,采用离子束辅助电子束成膜的方法制备具有355,532,1064 nm三个波长的高反膜。首先使用Lambda950型分光光度计对薄膜样品的光谱性能进行测试,然后验证不同的基底材料及不同的基底清洗工艺对薄膜激光损伤阈值的影响,最后在不同的工作真空度下对薄膜的弱吸收能力和激光损伤阈值等进行较为系统的研究,分析薄膜的弱吸收能力与激光损伤阈值之间的联系。结果表明,三个波长下的反射率均满足全固态355 nm紫外激光器所要求的光学性能指标,当工作真空度增加到一定程度时,薄膜的激光损伤阈值与弱吸收值不再是对应的关系,而是存在一个最佳值,说明该高反膜可以用于全固态355 nm激光器中的反射镜。

IC探针卡激光微孔加工系统与工艺开发研究

本文简单介绍半导体产业集成电路芯片测试用探针卡,分为以悬臂梁方式的环氧探针(Epoxy ring probe)、垂直探针(Vertical probe card)和微弹簧丝探针(Microspring probe card),以及基于微机电系统的MEMS probe card。采用半导体泵浦紫外固体激光(UV DPSSL 355nm),开发了激光微孔成型精细加工系统,运用新的光学设计思想开发了远心扫描物镜等光学元件,成功研制了紫外激光微加工光学系统,开展IC半导体芯片测试探针卡探针导向片微孔列阵成型工艺和材料特性研究,进一步研制开发了新型旋转打孔的电子光学系统。