Studie zu den thermischen Eigenschaften eines 266-nm-Tief-Ultraviolett-Lasers, der durch einen BBO-Kristall erzeugt wird – 02

Experimenteller Aufbau

Um einen 266-nm-Tief-Ultraviolett-Laser mit hoher Effizienz und stabilem Betrieb zu erhalten, baute dieser Artikel ein Festkörper-266-nm-Tief-Ultraviolett-Laser-Erzeugungsgerät, wie in Abbildung 1 dargestellt, das aus einem vollständig festkörpergefüllten Hohlraum besteht. Zustand Nd:YVO₄lasäh, ein Doppelfrequenzsystem und ein Vierfachfrequenzsystem.

Abb. 1 Experimenteller Aufbau des Festkörper-266-nm-DUV-Lasers

Das All-Solid-State-Nd:YVO₄Nahinfrarotlaser werden als Grundfrequenzlichtquelle zur Erzeugung des 266-nm-Lasers im tiefen Ultraviolett der vierten Harmonischen verwendet, und sein Resonanzhohlraum nimmt eine plankonvexe Stehwellenhohlraumstruktur an. Um den thermischen Quantenverlusteffekt des Verstärkungskristalls wirksam zu verlangsamen, wird als Pumpquelle ein Halbleiterlaser mit einer zentralen Wellenlänge von 888 nm ausgewählt, dessen Ausgangsstrahl kollimiert und auf das Verstärkungsmedium Nd fokussiert wird:YVO₄Kristall durch ein Teleskopsystem bestehend aus Linsen mit Brennweiten (f1, f2) von 30 mm bzw. 80 mm, um eine Modenanpassung zwischen dem Pumplaser und dem Resonanzhohlraum zu erreichen. Um den thermischen Effekt der Vorderseite des Kristalls abzuschwächen, verwendet der Verstärkungskristall ein YVO₄+Nd:YVO₄(www.wisoptic.com)gebundener Kristall mit einer Größe von 3 mm×3 mm×(3+20) mm, und der Atomanteil an Neodymionen beträgt 0,8 %. Beide Enden des Kristalls sind mit 888/1064 nm Antireflexion beschichtet(AR)Film und gekühlt mit einem zirkulierenden Wassersystem. Der Eingangsspiegel M1 verwendet einen Plankonvexspiegel mit einem Krümmungsradius von 700 mm und ist mit einer 888 nm beschichtetARFilm und eine 1064 nm hohe Reflexion(HR)Film; Der Hohlraumspiegel M2 ist ein mit einer 888 nm beschichteter PlanspiegelARFilm und ein 1064 nmPersonalwesenFilm; Der Hohlraumspiegel M3 verwendet einen mit 1064 nm beschichteten PlanspiegelPersonalwesenAls Ausgangsspiegel des Resonanzhohlraums wird ein 45° 1064 nm Dünnfilmpolarisator (TFP) verwendet. Ein elektrooptischer BBO-Kristall (BBO Q-Switch)., www.wisoptic.com)und eine Viertelwellenplatte (QWP) wurden zwischen TFP und M3 eingefügt. Die an beiden Enden des BBO-Güteschalters angelegte Spannungwurde angepasst, um die Durchlässigkeit des Ausgangsspiegels TFP zu ändern. Schließlich wurde ein stabiler Cavity-Dumping-Betrieb unter einer Hochspannungslast von 3,6 kV erreicht, und der TFP gab eine horizontal polarisierte 1064-nm-Grundfrequenzlichtquelle aus.

Der 1064-nm-Laser wird durch die Linse f3 (Brennweite 150 mm) geformt und in den Doppelfrequenzkristall fokussiert, wodurch das grüne Licht der zweiten Harmonischen bei 532 nm erzeugt wird. Um einen geringeren Walk-Off-Effekt und eine höhere Doppelfrequenzeffizienz zu erzielen,ATypIch bin unkritisch phasenangepasstFrüher war es LBO-Kristall (www.wisoptic.com).die doppelte FrequenzMedium.TDer Kristallschnittwinkel beträgt θ=90°, φ=0°, die Größe beträgt 3 mm×3 mm×20 mm und beide Enden des Kristalls sindAR-beschichtet1064/532 nm. Im Experiment wird der LBO-Kristall in einen Kupferofen gegebenmitkonstante TemperaturwelcheenthaltenSeine Heizung und einen Temperatursensor und auf 148,5 ℃ erhitzt, mit einer Temperaturregelgenauigkeit von ±0,01 ℃.

Nachdem der 532-nm-Laser vom 1064-nm-Grundfrequenzlicht durch den dichroitischen Spiegel (DM) von 1064/532 nm getrennt wurde, wird er durch ein Teleskopsystem aus Linsen f4 und f5 (Brennweiten von -50 mm und 100 mm) erweitert und geformt mm) und zur Vervierfachung in den BBO-Kristall injiziert. Um das Experiment zu erleichtern, wird gleichzeitig eine Halbwellenplatte (HWP) in Verbindung mit einem Polarisationsstrahlteiler (PBS) verwendet, um die Leistung des 532-nm-Lasers anzupassen, der in den BBO-Kristall eintritt. Während die Durchlässigkeit des 266-nm-Tief-Ultraviolett-Lasers gewährleistet ist, ist der BBO-Kristall an beiden Enden mit einem 266-nm-Ultraviolett-Schutzfilm beschichtet, um die Schadensschwelle des Filmsystems zu erhöhen. Die GrößedesKritische Phasenanpassung vom Typ IBBO-Kristallbeträgt 5 mm x 5 mm x 4 mm und der SchnittwinkelIstθ=47,7°,φ=0° (Raumtemperatur). Um den Winkel und die Temperatur des BBO-Kristalls genau einzustellen, wird er im Experiment auch in den Kupferofen gelegtund dann auf dem dreidimensionalen Drehtisch fixiert. Schließlich durchläuft der erzeugte 266-nm-Tief-Ultraviolett-Laser zwei 532/266-nm-DM-Filter, um den 532-nm-Laserreststrahl zu entfernen, und seine Ausgangsleistung wird mit einem Leistungsmesser gemessen.