紫外激光器研究进展及其关键技术讲解

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紫外线灯的研究与开发

紫外线灯的研究与开发

紫外线灯的研究与开发随着人们对健康生活的日益重视,对紫外线灯的研究和开发也越来越受到关注。

随着科技的不断发展,紫外线灯在医学、科研、生活等多个领域都有着广泛的应用。

在本文中,我们将会对紫外线灯的研究和开发进行深入探讨。

一、紫外线灯的基本原理紫外线灯是一种以紫外线光辐射为主的光源。

由于其波长比可见光更短,故其辐射的能量比可见光更高。

在紫外线灯中,常用的有三种紫外线波长:UVA波长为315-400nm,UVB波长为280-315nm,UVC波长为200-280nm。

其中,UVA波长辐射最弱,UVB波长次之,UVC波长的辐射最强。

紫外线灯的基本原理就是利用紫外线光的辐射作用,在不同的领域中有着不同的应用。

在生活中,紫外线灯可用于消毒、杀菌、除臭等方面。

在医学领域中,紫外线灯可用于治疗皮肤病、白癜风等疾病。

在科研中,紫外线灯可用于实验室中的光化学反应、光伏材料研究等领域。

二、紫外线灯在实际应用中的发展随着科技的发展,紫外线灯的应用也越来越广泛。

在实际应用中,紫外线灯已经被应用于许多领域。

1. 医学领域在医学领域中,紫外线灯可用于治疗皮肤病、白癜风等疾病。

紫外线灯在治疗皮肤病的过程中,主要是通过UVA、UVB和UVC三种波长的紫外线辐射,来杀死细菌和病毒,达到治疗的效果。

2. 科研领域在科研领域中,紫外线灯可用于实验室中的光化学反应、光伏材料研究等领域。

紫外线灯的辐射能够加速化学反应的进行,从而更好地理解反应的本质以及发挥反应的作用。

此外,紫外线灯在光伏材料研究方面也有着广泛的应用。

3. 生活领域在生活领域中,紫外线灯可用于消毒、杀菌、除臭等方面。

在新冠疫情期间,紫外线灯已被广泛应用于医院的消毒工作中。

此外,紫外线灯还可用于家庭中的除臭、空气净化等方面。

三、紫外线灯的发展趋势随着人们对健康生活的日益重视,紫外线灯的应用也越来越广泛。

未来,预计紫外线灯将会有更广泛的应用场景。

例如,在地铁站、公交车站等公共场所中,紫外线灯可用于进行空气净化、除臭等方面的应用。

紫外激光加工原理

紫外激光加工原理

紫外激光加工原理
紫外激光加工是一种利用紫外激光对物体进行加工和处理的技术。

其原理主要涉及光的吸收、电荷转移、能量转化和热影响等过程。

首先,紫外激光通过光的吸收作用,将光能转换为物质的电荷能量。

当紫外激光与物体表面相互作用时,激光能量被材料表面吸收,引起表面电子的跃迁,从而形成带电粒子。

其次,通过电荷转移作用,紫外激光的能量被传递给物体内部的分子和原子。

在光与材料表面交互作用的过程中,带电粒子会在材料内部迁移,并将能量传递给相邻的分子或原子。

接着,能量转化是紫外激光加工中的关键过程。

经过电荷转移后,能量会被转化为物体内部的热能。

这是因为带电粒子的运动会导致物质分子和原子的振动,从而使能量转化为热能。

最后,热影响是紫外激光加工的结果之一。

由于紫外激光加工时产生的热能,会对物体的结构和性质造成影响。

如加工过程中产生的高温可能导致物体的熔化、烧蚀或变质等。

综上所述,紫外激光加工主要通过光的吸收、电荷转移、能量转化和热影响等原理来对物体进行加工和处理。

它在微加工、光刻、材料改性等领域具有广泛的应用前景。

实用化266nm紫外激光器的研究

实用化266nm紫外激光器的研究
a d a v r g o ro .1 so ti e An he o i a— p ia fii n y i . 7% . n n a e a e p we f1 2 W i b an d. d t ptc lo tc lefce c s 21 3
Ke r s 2 6 n uta il t s c n a mo i g n r t n;o r a o i g n r t n y wo d : 6 m l v oe ;e o d h r n c e e ai f u t h r n c e e ai r o h m o
中图分类 号 :N 4 . T 281 文献标 识码 : A D :0 3 6 /.sn 10 —0 8 2 1 .8 0 9 OI 1 . 9 9 ji . 0 15 7 . 0 2 0 . 0 s
S u y o a tc l2 6 a t a i l tl s r t d n a pr c ia 6 m ulr v o e a e
ZHAO h y n, AO e, ANG S u— u XI Li W Xu , ZHANG i LI Le Ch , U i
(cec n eh o g nS l — a ae aoa r ,e ig10 1 ,hn ) Si eadT cn l yo ods t L sr brt y B in 0 0 5 C ia n o i te L o j
第4 2卷 第 8期
21 0 2年 8月
激 光 与 红 外
L ASER & I NFRARED
Vo . 142, . No 8 Aug s , 01 ut2 2
文 章 编 号 :0 15 7 ( 0 2 0 -830 10 — 8 2 1 ) 80 8 -4 0

波长短于250纳米的algan基深紫外led、紫外激光材料与器件关键技术

波长短于250纳米的algan基深紫外led、紫外激光材料与器件关键技术

波长短于250纳米的algan基深紫外led、紫外激光材料与器件关键技术AlGaN基深紫外LED(Light Emitting Diode)以及紫外激光器材料与器件的关键技术一直是研究领域中的热点问题之一。

这些技术对于发展光电子器件、生物医学、材料科学等领域具有重要作用。

在本篇文章中,我们将探讨AlGaN基深紫外LED以及紫外激光器材料与器件关键技术的研究和应用。

AlGaN基深紫外LED的制备方法是关键技术之一。

AlGaN材料具有较大的禁带宽度和高的能隙,适合作为深紫外光发射材料。

目前,常用的方法包括金属有机化学气相沉积(MOCVD)和分子束外延(MBE)技术。

其中,MOCVD工艺相对简单,可实现大面积的均匀性生长,但存在材料质量和晶格匹配等问题,导致AlGaN材料中存在较高的缺陷密度。

而MBE技术具有较好的材料质量和晶格匹配性能,但设备成本较高,制备过程相对复杂。

提高AlGaN基深紫外LED的光电转换效率是关键技术之一。

目前,提高深紫外LED的发光效率主要通过改善材料质量和结构设计进行。

一方面,可以通过优化外延生长工艺、封控设备等手段来改善材料质量,减少晶格缺陷。

另一方面,通过引入新的结构设计,如引入光子晶体、晶格衬底等,可以改善光萃取效率和发光效率,进一步提高LED 的发光效率。

提高AlGaN基深紫外LED的长时间稳定性是关键技术之一。

AlGaN材料在深紫外光区域具有较高的反应性,容易发生电离退火、导致材料中的氢相位转变等问题。

这些问题会导致材料性能的退化或高密度缺陷的形成,影响LED的长时间稳定性。

因此,研究如何改善AlGaN材料的长时间稳定性,对于提高LED的使用寿命具有重要意义。

紫外激光器是一种重要的光电子器件,应用于光通信、光刻、生物医学等领域。

然而,由于紫外光的波长较短,制备高质量材料和设计高效的器件是制约紫外激光器发展的关键技术。

高质量AlGaN材料的制备是紫外激光器研究的关键技术之一。

紫外激光器的设计与制造研究

紫外激光器的设计与制造研究

紫外激光器的设计与制造研究近年来,紫外激光技术的快速发展,使得其在生产制造、医疗、科研等领域中得到广泛应用。

而作为紫外激光器的核心部件,其设计和制造技术也日益成熟。

一、紫外激光器的设计紫外激光器的设计是基于激光的发射原理和器件的物理特性展开的。

其关键技术包括晶体的选择、光学元件的设计和能量分辨率的提高。

首先,在选择晶体时,需要考虑到它的特性参数和性能指标。

目前,常用的晶体包括氧化物晶体、氟化物晶体和硅化物晶体等。

其中,氧化物晶体的激光光谱相对较广,适用于多种应用场景,但其热导率相对较低;氟化物晶体的热导率较高,能够有效降低晶体温度,但板块性较差;硅化物晶体在紫外光谱范围内的性能表现突出,但相对较难生长。

因此,在实际应用中,需要根据具体的需求选择晶体。

其次,在光学元件的设计方面,主要涉及到腔体结构和反射膜的设计。

腔体结构是紫外激光器中最关键的组成部分之一,包括输出耦合式、自脉冲式、开放式等多个形式。

不同的腔体结构会对激光输出的稳定性、功率密度及波长稳定性产生影响。

而反射膜则是激光产生和放大的关键部分,其光学性能对激光器输出波长和能量有重要的影响。

最后,在能量分辨率的提高方面,需要采用特殊的措施对输出光束进行整形和矫正,以达到优化能量分辨率的目标。

此外,红外激光器的热源控制、噪音抑制、腔体温度控制等方面的技术也需要进行持续的研究和优化。

二、紫外激光器的制造紫外激光器的制造主要包括晶体材料的生长、光学元件的制备和激光器系统的组装等环节。

首先,在晶体材料的生长方面,主要采用熔融法和气相沉积法。

熔融法通常适用于硬晶体和半导体晶体的生长,包括Czochralski法、布里松法和液相外延法等,其优点在于晶体质量好,可拓晶度高。

气相沉积法则特别适用于薄膜的生长,包括物理气相沉积法和化学气相沉积法等,其优点在于能够生长非常薄的膜层,从而实现对激光器性能的精细调控。

其次,在光学元件的制备方面,主要包括透镜、反射镜和衍射光栅等光学元件的制造。

激光医疗技术的关键技术与研究进展报告

激光医疗技术的关键技术与研究进展报告

激光医疗技术的关键技术与研究进展报告声明:本文内容信息来源于公开渠道,对文中内容的准确性、完整性、及时性或可靠性不作任何保证。

本文内容仅供参考与学习交流使用,不构成相关领域的建议和依据。

一、激光设备的研发与创新激光医疗技术是一种利用激光器产生的高能量激光光束对人体进行治疗或手术的方法。

激光医疗技术具有精确性、无创伤和可控性等优势,已经在多个医学领域得到广泛应用。

而激光设备的研发与创新是推动激光医疗技术发展的重要因素。

目前,研究人员正在探索如何通过创新的技术手段实现对激光器功率和频率的精确调控,以满足不同治疗需求。

2、激光器的稳定性技术:激光器的稳定性对于激光医疗的安全性和效果至关重要。

通过研发新型材料、优化光学设计和控制技术等手段,可以提高激光器的稳定性,减少能量波动和频率漂移,从而提高治疗效果。

3、激光器的小型化和便携化技术:随着激光医疗技术的广泛应用,对激光器设备的便携化需求越来越高。

研究人员正在努力将激光器设备尺寸缩小,并提高其便携性,以方便在不同临床环境下进行激光治疗。

(一)激光光导技术的创新1、光纤激光器的研发:光纤激光器具有激光束输出稳定、光束质量好、易于集成等优点,被广泛应用于激光医疗领域。

目前,研究人员正致力于开发更高功率、更高效率的光纤激光器,以满足激光医疗的需求。

2、光纤光导技术的改进:光纤光导技术是将激光束通过光纤传输到患者体内进行治疗的关键技术。

研究人员正在改进光纤的材料和结构,提高光纤的传输效率和耐热性,以实现更精确的激光治疗。

3、光纤探针的设计与应用:光纤探针是将激光器输出的激光束引导到患者体内的装置。

研究人员正在设计新型的光纤探针,以适应不同部位和治疗目标的需求,并优化光纤探针的结构和材料,提高其稳定性和治疗效果。

(二)激光治疗参数的优化1、激光治疗参数的个体化:每个患者的情况各不相同,因此激光治疗参数的个体化非常重要。

研究人员正在开展临床研究,探索如何根据患者的病情和生理特征,优化激光治疗的功率、频率、持续时间等参数,以提高治疗效果。

科技成果——全固态纳秒级紫外激光器

科技成果——全固态纳秒级紫外激光器

科技成果——全固态纳秒级紫外激光器项目成熟阶段成熟期项目来源自筹成果简介紫外激光器在激光加工方面体现其独特的优势:紫外激光器的波长短,聚焦小,能实现精细加工;紫外激光器进行激光加工时直接破坏材料的化学键,是“冷”处理过程,热影响区小:大多数材料能有效地吸收紫外光,可加工许多红外和可见光激光器加工不了的材料。

全固态紫外激光器具有体积小、效率高、重复频率高,无需更换气体、无需掩模、易维护等优点。

因此它在生物工程、材料制备、全光光学器件制作,特别是集成电路板及半导体工业等激光加工领域获得了广泛的应用。

全固态纳秒级紫外激光器目前紫外激光器的发展非常迅速,瓦级功率以上高重频全固态激光器不断应用于加工,国内外研究机构和公司不断向更高功率(数十瓦级)、更高重频(几十甚至几百kHz)方向发展。

目前我们已经研制成功了5W、50kHz的紫外355nm激光器,脉宽25ns。

已经做成样机,性能稳定,用于LED蓝宝石晶圆裂片划线,划线深度达到200μm,线宽小于10μm,划痕光滑均匀,几乎无热影响区。

技术特点通过高效率端面泵浦结构方式得到基模红外1064nm激光,再经过多级放大结构,得到高功率的红外高光束质量基频光,再通过高效率变频技术,最后得到5W、50kHz、25ns脉冲紫外355nm激光。

光束质量因子M2<1.3,功率长期稳定性<±2%。

内部光学结构采用紫外胶光固化粘接,结构小巧牢靠,对环境适应程度高。

通过紫外显微物镜的聚焦,聚焦光斑直径在μm级别,加工尺寸小于10μm。

通过紫外激光器的开发,相应的也取得了更高功率的红外和绿光高光束质量激光技术。

专利情况目前国内外并无相关的专利限制,主要是在工艺实现难度比较高。

目前我们已取得专利8项。

市场分析紫外355nm激光器目前国际市场价格约为2万美元/W,中大功率全固态紫外激光器市场均被国外厂商占据。

据行业协会统计,2010年我国全固态紫外激光器市场销售额达到5亿元人民币,比2009年增长了25%。

紫外激光器研究进展及其关键技术

紫外激光器研究进展及其关键技术

紫外激光器研究进展及其关键技术黄川 2120160620摘要:本文详细介绍了利用LD泵浦的紫外激光器产生紫外激光的非线性原理,并在此基础上介绍了在全固态紫外激光器中用到的倍频晶体的种类和各自的应用场景;介绍了近年来高功率固体紫外激光器研制的国内外进展情况,最后展望了高功率全固体紫外激光器研制的未来。

关键词:紫外激光;非线性光学;相位匹配1、引言因为紫外激光具有的短波长和高光子的能量特点,所以紫外激光在工业领域内具有非常广泛的应用。

在工业微加工领域内,相较于红外激光的热熔过程,紫外激光加工时的“冷蚀效应”可以使加工的尺寸更小,达到提高加工精度的目的。

另外,紫外激光器在生物技术,医疗设备加工,大气探测等领域也有广泛的应用。

一般而言,可以将紫外激光器划分为三类:固体紫外激光器,气体紫外激光器,半导体紫外激光器。

其中固体紫外激光器应用最为广泛的是激光二极管泵浦全固态激光器。

而利用激光二极管抽运的固体UV激光器相较于其他类型的紫外激光器而言,具有效率高,性能可靠,硬件结构简单的特点,因此应用最为广泛,基于LD抽运的全固态UV激光器也得到了迅猛的发展。

在实际的应用当中,实现紫外连续激光输出的方法一般是利用晶体材料的非线性效应实现变频的方法来产生。

产生全固态紫外激光的方法一般有两种:一是直接对全固体激光器进行3倍频或4倍频来得到紫外激光;另一种方法是先利用倍频技术得到二次谐波,然后再利用和频技术得到紫外激光。

相较于前一种方法,后者利用的是二次非线性极化率,其转换效率要高很多。

最常见的是通过三倍频和四倍频技术产生355nm和266nm的紫外激光。

下文将简单介绍紫外激光产生的非线性原理。

2、非线性频率转换原理2.1 介质的非线性极化激光作用在非线性介质上会引起介质的非线性极化,这是激光频率变换的非线性基础。

在单色的电磁波作用下,介质的内部原子,离子等不会发生本征能级的跃迁,但是这些离子的电荷分布以及运动状态都会发生一些变化,引起光感应的电偶极矩,这个电偶极矩作为新的辐射源辐射电磁波。

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紫外激光器研究进展及其关键技术黄川 2120160620摘要:本文详细介绍了利用LD泵浦的紫外激光器产生紫外激光的非线性原理,并在此基础上介绍了在全固态紫外激光器中用到的倍频晶体的种类和各自的应用场景;介绍了近年来高功率固体紫外激光器研制的国内外进展情况,最后展望了高功率全固体紫外激光器研制的未来。

关键词:紫外激光;非线性光学;相位匹配1、引言因为紫外激光具有的短波长和高光子的能量特点,所以紫外激光在工业领域内具有非常广泛的应用。

在工业微加工领域内,相较于红外激光的热熔过程,紫外激光加工时的“冷蚀效应”可以使加工的尺寸更小,达到提高加工精度的目的。

另外,紫外激光器在生物技术,医疗设备加工,大气探测等领域也有广泛的应用。

一般而言,可以将紫外激光器划分为三类:固体紫外激光器,气体紫外激光器,半导体紫外激光器。

其中固体紫外激光器应用最为广泛的是激光二极管泵浦全固态激光器。

而利用激光二极管抽运的固体UV激光器相较于其他类型的紫外激光器而言,具有效率高,性能可靠,硬件结构简单的特点,因此应用最为广泛,基于LD抽运的全固态UV激光器也得到了迅猛的发展。

在实际的应用当中,实现紫外连续激光输出的方法一般是利用晶体材料的非线性效应实现变频的方法来产生。

产生全固态紫外激光的方法一般有两种:一是直接对全固体激光器进行3倍频或4倍频来得到紫外激光;另一种方法是先利用倍频技术得到二次谐波,然后再利用和频技术得到紫外激光。

相较于前一种方法,后者利用的是二次非线性极化率,其转换效率要高很多。

最常见的是通过三倍频和四倍频技术产生355nm和266nm的紫外激光。

下文将简单介绍紫外激光产生的非线性原理。

2、非线性频率转换原理2.1 介质的非线性极化激光作用在非线性介质上会引起介质的非线性极化,这是激光频率变换的非线性基础。

在单色的电磁波作用下,介质的内部原子,离子等不会发生本征能级的跃迁,但是这些离子的电荷分布以及运动状态都会发生一些变化,引起光感应的电偶极矩,这个电偶极矩作为新的辐射源辐射电磁波。

一般来说,我们用介质的电极化矢量P描述介质的极化,在入射光较弱的情况下,P与入射光场E成线性关系:(2-1)其中,E为电场强度,χ(1为线性极化系数,ε0为真空中的介电常数。

如果入射光强很大时,电极化矢量P与电场强度E不再成简单的线性关系,而是呈现出一种非线性关系:(2-2)上式中,χ(2,χ(3分别为为二阶非线性极化率和三级非线性极化率。

非线性极化项的引入会导致广播的频率发生改变。

在这里假设有两书入射光,光波方程如下所示:当两束光入射到介质上,会引起介质的非线性极化,产生的极化强度为:由于电场强度具有二次项,因此会引入很多新的频率成分。

从上式可以看出,上述的频率成分中包括倍频,和频,差频等。

因此当不同频率的两束光波入射到非线性介质上时,极化产生的光波中不仅包括基频光,还存在倍频,和频以及差频的成分。

下面简述了光倍频和和频,差频的原理。

2.2 非线性晶体选择非线性是实现激光非线性频率变换的物质基础,满足实际应用场景的非线性晶体应该具备几个条件:透明波段宽,有效非线性光学习书大,最佳相位匹配角恰当,性能稳定,大的接收角度以及大带宽,生长工艺简单,价格较低。

基于这些条件下,非线性晶体也得到了广泛的研究。

下面介绍几种常用的高功率紫外激光非线性晶体。

2.2.1 LBO晶体LBO(L i B3O5晶体是由中科院研制的一种新型非线性光学晶体。

属于正交晶系,负双轴晶体。

这种晶体具有不易潮解,透明波段范围宽的特点,其光学均匀性高,接受角度宽,离散角小,激光损伤阈值高,可以实现非临界相位匹配,因此被广泛应用于和频和差频等领域。

2.2.2 BBO晶体BBO(B aB2O4)晶体是中科院研发的一种激光晶体。

该晶体具有大的双折射效率以及较低的色散,具有较高的激光损伤阈值,相位匹配范围宽,温度稳定性好,接收角较小,而相对的离散角大,因其轻微的潮解特性通常需要镀膜保护。

同样广泛应用于紫外激光倍频,三倍频以及四倍频等。

2.2.3 CLBO晶体CLBO(CsLiB6O10)晶体是由日本大阪大学研制的一种优良的紫外激光非线性晶体。

该晶体属四方晶系,负单轴晶体,相对于LBO和BBO晶体而言,CLBO警惕的生长较为容易,但是同样具有易潮解的特点,因此需要长期保存在温度高的干燥环境下或者是密封使用,因此在商业领域中还没有得到应用。

2.2.4 CBO晶体CBO(CsB3O5晶体是中科院研制的一种紫外激光非线性晶体。

这种晶体具有激光损伤高阈值的特点,并且较高的透过率,其非线性光学系数相较于其他类型的晶体而言较大同时离散角较小,满足紫外激光频率变换的基本条件,但是目前还没有在商业领域内广泛投入使用。

2.2.5 KBBF晶体KBBF(KBe2BO3F2)晶体是中科院研制的一种性能优异的非线性晶体,负单轴晶体。

其紫外透光范围宽,可以输出六倍频深紫外激光,在实现深紫外激光输出的领域中具有非常重要的应用前景、2.3 非线性频率变换方式倍频有两种方式:腔内倍频以及腔外倍频。

腔内倍频是顾名思义是晶体置于腔内的倍频方式,腔内倍频的方式相对而言可以获得较高的转换效率。

腔内倍频的方式对非线性晶体具有一定的要求,倍频晶体需要具有好的光学均匀性,较高的透过率以及良好的导热性,同时要求采用适当的方式来进行温控。

另一种倍频方式腔外倍频是将晶体放在谐振腔外进行倍频的方式。

在这种倍频方式中,可以通过调Q来提高倍频转换效率。

当激光脉冲的长度越短,其产生的峰值功率密度越高,因此采用小的光脉冲宽度会提高倍频转换效率。

3、全固态紫外激光器的研究进展产生全固态紫外激光的方法一般有两种:一是直接对全固体激光器进行3倍频或4倍频来得到紫外激光;另一种方法是先利用倍频技术得到二次谐波,然后再利用和频技术得到紫外激光。

相较于前一种方法,后者利用的是二次非线性极化率,其转换效率要高很多。

而目前市场研发的全固态紫外激光器主要才用的是后一种方式,产生355nm和266nm的激光,下文中将重点介绍这两种紫外激光器的发展现状。

3.1 355nm全固态紫外激光器2001年,美国Spectra-physics公司采用LD双端面抽运,腔内倍频的方式,采用Nd:YVO4双棒串接作为基频源,采样I类和II类相位匹配的LBO作为三倍频以及和频晶体,在104W的功率条件下,获得了功率为12W,脉宽为17-75ns 的355nm紫外激光输出。

2005年,中科院理化研究所和物理研究合作研发了一套紫外激光器。

才用的是外腔倍频的方式,利用LBO作为倍频晶体,CBO作为三倍频晶体,其中CBO晶体才用的是II类相位匹配,通过140W,70ns的基频光波和频,获得了最高输出位17W的355nm的紫外激光输出,比同尺寸的LBO晶体拥有更好的性能,但是其转换效率略低,约为12% 。

2006年,Coherent公司采用同样端面抽运Nd:YVO4的结构,波长为1064nm 的基频激光通过放大后输出,利用I类相位匹配LBO倍频产生532nm的倍频激光,该倍频光经过II类相位匹配LBO和频得到355nm的三倍频光输出。

最后获得了3最高输出功率为36W,脉宽为31ns的355nm激光,并且具有很高的转换效率,达到了44%。

2008 年,日本大阪大学研发了大于100W的最高输出功率的355nm紫外激光输出。

通过利用MOPA结构的Nd:YAG激光器,得到了300W的基频光,。

在此基础上,通过I类相位匹配的LBO背叛,II类相位匹配的CBO和频,最后得到了输出功率为103W,脉宽为58ns的355nm紫外激光输出,其转换效率约为34.9%。

2009年,Coherent公司研发了一款平均功率为160W的355nm的紫外激光输出。

该激光器为内腔倍频结构,腔内还有两组侧面抽运的Nd:YAG双棒串接,同时腔内插入两个Q开关实现调Q。

采用I类非临界相位匹配LBO进行倍频,之后采用II类相位匹配LBO进行和频得到三倍频激光。

在2..7KW抽运下,得到了160W平均功率的355nm紫外激光输出。

2010年,山东大学晶体材料国家重点实验室采用LD端面泵浦YAG晶体并通过声光调Q腔内三倍频获得高功率准连续355nm激光输出。

在泵浦功率180W时,获得平均功率7.8W的355nm激光输出,其光一光转化效率为4.3%。

同年,清华大学精密仪器系摩擦学国家重点实验室光子与电子技术研究中心柳强、闰兴鹏等报道了平均功率为43 W,脉冲宽度为10.7 ns,峰值功率和单脉冲能量高达67kW和0.716mJ,激光光束质量MZ<1.5的355nmUV激光。

2012年,华北光电技术研究所采用大功率LD端面泵浦Nd:YV04晶体,声光调Q及腔外和频方式获得稳定的355 nm紫外激光。

在泵浦功率为32.3W时,得到15.9 W 1064 nm连续基频激光输出,光一光转化效率49%。

在20 kHz调制频率下,得到1.45W 355 nm紫外激光。

3.2 266nm全固态紫外激光器2000年,日本三菱公司和大阪大学合作研发了输出功率为20W的266nm的紫外激光器。

该激光器采用532nm激光器作为基频光,在100W输出功率,80ns脉宽下,通过I类相位匹配CLBO晶体进行倍频得到266nm紫外激光输出。

105.8W功率的532绿光倍频得到了输出功率为20.5W的266nm的紫外激光输出,其转换效率为19.4%。

2003年,同样是该小组利用同样的结构将输出功率提升到了23W。

2007年,该小组利用CLBO晶体作为倍频晶体,得到了27.9W输出功率的266nm紫外激光。

2006年,中科院物理研究所研发了输出功率为28.4W的266nm紫外激光输出。

采用功率为120W,脉宽为80ns的532nm绿光激光作为基频光,采用I类相位匹配CLBO晶体倍频,最后得到了输出功率为28.4W的266nm紫外激光输出,转换效率达到了24.7%。

4、总结与展望随着工业市场对高功率的全固态紫外激光器的性能的需求不断加深,作为其中关键技术部分的新型非线性材料不断涌现,性能也是日新月异,就目前而言,其最高输出功率已经达到了100W的量级,而这个数字同时在不断的刷新。

在输出功率不断提高的同时,带来的一些问题也就亟待解决:非线性光学晶体的抗损伤问题,紫外激光的转换效率,光束质量以及光学晶体的寿命等问题。

想要进一步提高高功率的全固态紫外激光器的性能,这些问题都是未来的研究工作中必须要解决的。

4、参考文献[1]杜秀兰,吴峰.固体激光器的灯泵浦和二极管泵浦方式比较.应用光学.2004,25(3 : 37-40[2]王路威.固体激光器[J].成都大学学报.2002, 21(3: 4043[3]高兰兰,檀慧明.LD泵浦全固态355nm紫外脉冲激光器.半导体光电.2003, 24 (2:94-96[4」周城.半导体激光器泵浦266nm紫外固体激光器的实验研究:[硕士学位论文].长春:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,2003[5]李林,李正佳,何艳艳.全固态紫外激光器研究进展.激光杂志.2005,26(6[6〕王杨,符史干,薛峰等.紫外激光特性参数与医用生物学软组织消融应用.现代测量与实验室管理.2007, 5:5-9[7]唐娟,廖健宏,蒙红云等.紫外激光器及其在激光加工中的应用.激光与光电子学进展.2007, 44 (8 : 52-56[8〕俞君,曾智江,朱三根等.紫外激光在微细加工技术中的优势研究.红外.2008, 29 (6:9-13[9]柳强,闰兴鹏,陈海龙等.高功率全固态紫外激光器研究新进展.中国激光.2010, 37(9: 2289-2298。

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