Исследование тепловых характеристик лазера глубокого ультрафиолета с длиной волны 266 нм, генерируемого кристаллом BBO - 02

Экспериментальная установка

Чтобы получить лазер глубокого ультрафиолета с длиной волны 266 нм, обладающий высокой эффективностью и стабильной работой, в этой статье было построено полностью твердотельное устройство для генерации лазера глубокого ультрафиолета с длиной волны 266 нм, как показано на рисунке 1, которое состоит из твердотельного лазера с резонатором. штат Nd:YVO₄ласэ-э, двухчастотная система и четырехчастотная система.

Рис. 1. Экспериментальная установка твердотельного ДУФ-лазера с длиной волны 266 нм.

Полностью твердотельный Nd:YVO₄Лазер ближнего инфракрасного диапазона используется в качестве источника света основной частоты для генерации четвертой гармоники лазера глубокого ультрафиолета с длиной волны 266 нм, а его резонансная полость имеет плоско-выпуклую структуру полости стоячей волны. Чтобы эффективно замедлить тепловой эффект квантовых потерь усиливающего кристалла, в качестве источника накачки выбирается полупроводниковый лазер с центральной длиной волны 888 нм, а его выходной луч коллимируется и фокусируется на усиливающую среду Nd.:YVO₄кристалл через систему телескопа, состоящую из линз с фокусными расстояниями (f1, f2) 30 мм и 80 мм соответственно, для достижения согласования мод между лазером накачки и резонансным резонатором. Чтобы смягчить тепловой эффект передней поверхности кристалла, в кристалле усиления используется YVO.₄+Нд:YVO₄(www.wisoptic.com)Связанный кристалл размером 3 мм×3 мм×(3+20) мм, атомная доля ионов неодима составляет 0,8%. Оба конца кристалла покрыты антибликовым покрытием 888/1064 нм.(АР)пленкой и охлаждается системой оборотной воды. Входное зеркало M1 представляет собой плоско-выпуклое зеркало с радиусом кривизны 700 мм и имеет покрытие с длиной волны 888 нм.АРпленка и светоотражающая пленка 1064 нм.(HR)фильм; Зеркало резонатора М2 представляет собой плоское зеркало с покрытием длиной волны 888 нм.АРпленка и 1064 нмHRфильм; в зеркале резонатора M3 используется плоское зеркало с покрытием длиной волны 1064 нм.HRпленка, а тонкопленочный поляризатор (TFP) 45° 1064 нм используется в качестве выходного зеркала резонансного резонатора. Электрооптический кристалл BBO (добротный переключатель BBO)., www.wisoptic.com)и четвертьволновая пластина (QWP) была вставлена ​​между TFP и M3. Напряжение, приложенное к обоим концам Q-переключателя BBOбыла скорректирована для изменения коэффициента пропускания выходного зеркала TFP. Наконец, была достигнута стабильная операция сброса полости при нагрузке высокого напряжения 3,6 кВ, а TFP выдавал источник света с основной частотой 1064 нм с горизонтальной поляризацией.

Лазер с длиной волны 1064 нм формируется и фокусируется в кристалле двойной частоты с помощью линзы f3 (фокусное расстояние 150 мм), генерируя вторую гармонику зеленого света с длиной волны 532 нм. Чтобы получить меньший эффект затухания и более высокую двойную эффективность по частоте,атипI некритическое фазовое согласованиеКристалл LBO (www.wisoptic.com) раньше использовалсядвойная частотасередина.ТУгол огранки кристалла θ=90°, φ=0°, размер 3 мм×3 мм×20 мм, оба конца кристаллас антибликовым покрытием1064/532 нм. В эксперименте кристалл LBO помещается в медную печь.спостоянная температуракоторыйсодержатьснагреватель и датчик температуры, нагрев до 148,5 ℃, точность контроля температуры ± 0,01 ℃.

После того, как лазер с длиной волны 532 нм отделяется от света основной частоты 1064 нм дихроичным зеркалом (ДМ) 1064/532 нм, он расширяется и формируется с помощью системы телескопа, состоящей из линз f4 и f5 (фокусное расстояние -50 мм и 100 мм). мм соответственно) и введен в кристалл BBO для учетверения. При этом для облегчения эксперимента используется полуволновая пластинка (HWP) совместно с поляризационным светоделителем (PBS) для регулировки мощности лазера с длиной волны 532 нм, входящего в кристалл BBO. Обеспечивая пропускание глубокого ультрафиолетового лазера с длиной волны 266 нм, чтобы повысить порог повреждения пленочной системы, кристалл BBO покрыт защитной пленкой от ультрафиолета с длиной волны 266 нм с обоих концов. Размерпринадлежащийкритическое фазовое согласование типа Iкристалл ББОсоставляет 5 мм×5 мм×4 мм, а угол резанияявляетсяθ=47,7°,φ=0° (комнатная температура). В эксперименте, чтобы точно отрегулировать угол и температуру кристалла ВВО, его также помещают в медную печь.а затем фиксируется на трехмерном вращающемся столе. Наконец, сгенерированный лазер с длиной волны глубокого ультрафиолета 266 нм проходит через два DM-фильтра 532/266 нм для удаления остаточного луча лазера с длиной волны 532 нм, а его выходная мощность измеряется измерителем мощности.