紫外激光器研究进展及其关键技术

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紫外光刻机技术的研究与发展趋势

紫外光刻机技术的研究与发展趋势

紫外光刻机技术的研究与发展趋势一、背景介绍紫外光刻技术是一种高精度、高分辨率的制造微电子器件的重要方法之一。

它利用紫外线对光刻胶进行曝光,通过显影、蚀刻等工艺步骤,将芯片上的图案迁移到硅片上,实现微电子器件的制造。

近年来,紫外光刻机技术在半导体制造、集成电路、显示器件等领域得到了广泛应用。

二、技术发展趋势1. 高分辨率化随着科技的不断进步,对微电子器件的制造要求也越来越高,尤其是对分辨率的要求。

传统的紫外光刻机技术已经无法满足微米级和纳米级的分辨率要求,因此,研究人员纷纷致力于开发更高分辨率的紫外光刻机技术。

包括多光束、电子束和极紫外光刻等新技术应运而生,努力提高分辨率,满足市场需求。

2. 多级曝光技术随着半导体器件尺寸的不断缩小,传统的单级曝光技术已经无法满足需求。

多级曝光技术通过多次曝光和对位,将一个芯片的图案分成多个子图案逐步曝光,最后形成一个完整的图案。

这种技术在提高整体曝光效率的同时,还可以提高分辨率并减小误差。

3. 高速刻蚀技术为了满足大规模集成电路的制造需求,紫外光刻机的刻蚀速度需要得到提高。

高速刻蚀技术通过优化刻蚀气体、调节蚀刻条件等方式,实现更高效的刻蚀过程。

同时,还可以提高刻蚀平坦度和减小副反应,降低产生缺陷的风险。

4. 绿色环保技术随着社会环保意识的增强,绿色环保技术成为紫外光刻机研究的一个重要方向。

研究人员致力于减少化学物品对环境的污染,研发无废水、废气的刻蚀工艺,并引入可持续发展的材料和技术,实现更加环保的制造过程。

5. 智能化与自动化随着人工智能和自动化技术的发展,紫外光刻机技术也逐渐向智能化和自动化方向发展。

通过引入智能控制系统、自动对位对焦技术等,提高生产线的自动化程度,降低人力投入和人为误差,并提高生产效率和产品质量。

三、结论紫外光刻机技术是现代微电子制造领域不可或缺的重要技术。

随着科技的不断进步和应用需求的增加,对紫外光刻技术的要求也越来越高。

未来,紫外光刻机技术还将朝着高分辨率化、多级曝光、高速刻蚀、绿色环保以及智能化和自动化方向进行深入研究和发展,为现代微电子器件的制造提供更好的解决方案。

索双光束紫外可见分光光度计的新技术和创新

索双光束紫外可见分光光度计的新技术和创新

索双光束紫外可见分光光度计的新技术和创新索双光束紫外可见分光光度计是目前化学分析领域中的一种先
进仪器。

它通过分析样品在紫外和可见光区域吸收光线的程度,从而确定样品中的化学成分。

在最近的几年中,这种仪器得到了广泛的应用,并且不断有新的技术和创新出现。

新技术之一是采用了更高的灯源功率。

这种新的灯源可以产生更强的光线,从而使分析结果更加准确。

同时,这种灯源可以降低仪器的噪声水平,提高其信噪比,使得在低浓度的样品中仍然可以获得可靠的分析结果。

另一个新技术是使用了更高的分辨率检测器。

这种检测器可以分辨出更细微的光谱变化,从而提高了分析的精度和准确性。

这种新技术的应用可以在样品的谱图中看到更多的细节,从而更好地了解样品的组成和结构。

此外,还有一些创新的应用,如自动化的样品制备和分析过程、在线数据处理和分析、以及与其他仪器的无缝集成等。

这些创新应用可以使索双光束紫外可见分光光度计在化学分析领域中扮演更加重
要的角色。

综上所述,索双光束紫外可见分光光度计的新技术和创新不断涌现,使得这种先进仪器在化学分析领域中的应用变得更加广泛和重要。

这些技术和应用的发展,将为化学分析提供更加精确和可靠的工具,为科学研究和工业生产带来更多的福利。

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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

影响紫外光通信系统发展的关键技术

影响紫外光通信系统发展的关键技术

影响紫外光通信系统发展的关键技术影响紫外光通信系统的发展的关键技术主要包括发射接受器件的研究、信道模型的的研究以及调制解调、编码解码、检测等方法的研究。

在紫外光通信系统中,由于大气中臭氧的强烈吸收作用,所以需要具有性能好、功率高、调制性能好的发射光源。

光学通信系统一般可采用的紫外光源一般可分为紫外线灯和紫外线激光器两大类。

紫外线灯常见的有:高、低压充气汞灯,紫外线卤化物灯等。

此类光源具有价格便宜、功率大(可以达到数十瓦和上万瓦)等特点。

由于紫外气体灯存在易碎、寿命短的缺点,人们开始将日光转向固体发光光源。

处于绝对日盲区的紫外激光器主要有准分子KrF (248nm)激光器和Nd:YAG四倍频激光器(266nm)。

激光器相对气体光源而言,具有坚固耐用的显著优点。

但它并不适用于低成本、低损耗、低功耗的应用场合。

并且这种激光器还有转换效率低、价格昂贵、使用寿命短、脉冲重复周期对温度敏感以及不易低压高速驱动等缺点。

此外,功率较大的紫外激光器不仅十分昂贵,体积较大,而且技术尚不成熟。

如果希望进行非视距、非定向自由空间通信,尚不能满足要求。

由于需要具有性能好、功率高、调制性能好的发射光源,半导体紫外光源计划应运而生。

美国国防高级研究计划局(DARPA)启动了研制可变波长(包括日盲光谱)的晶体管紫外光发射器的项目,其目标是研制用于隐秘非视距紫外光通信的紫外收发器。

目前,SUVOS计划已经成功研制波长为340nm及以上波段的紫外发光二极管。

紫外探测器是接收机最为重要的器件,其主要功能是完成紫外光信号到电信号的转换。

对于非视距的紫外光通信,理想的探测器应该有较大的探测面积、较高的增益和带宽、高的透过率、极低的暗电流密度和“日盲”功能。

日盲型紫外光电倍增管由于具有大的探测面积、较高的增益、低的暗电流并且功率消耗约1OOmW ,因此得到了广泛的应用。

然而即使当前最高新技术的PMT 体积也比半导体探测器大很多,而且价格也是它的上千倍。

紫外激光器研究进展及其关键技术讲解

紫外激光器研究进展及其关键技术讲解

紫外激光器研究进展及其关键技术黄川摘要:本文详细简介了运用LD泵浦旳紫外激光器产生紫外激光旳非线性原理,并在此基础上简介了在全固态紫外激光器中用到旳倍频晶体旳种类和各自旳应用场景;简介了近年来高功率固体紫外激光器研制旳国内外进展状况,最终展望了高功率全固体紫外激光器研制旳未来。

关键词:紫外激光;非线性光学;相位匹配1、引言由于紫外激光具有旳短波长和高光子旳能量特点,因此紫外激光在工业领域内具有非常广泛旳应用。

在工业微加工领域内,相较于红外激光旳热熔过程,紫外激光加工时旳“冷蚀效应”可以使加工旳尺寸更小,到达提高加工精度旳目旳。

此外,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旳应用。

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旳是激光二极管泵浦全固态激光器。

而运用激光二极管抽运旳固体UV激光器相较于其他类型旳紫外激光器而言,具有效率高,性能可靠,硬件构造简朴旳特点,因此应用最为广泛,基于LD抽运旳全固态UV激光器也得到了迅猛旳发展。

在实际旳应用当中,实现紫外持续激光输出旳措施一般是运用晶体材料旳非线性效应实现变频旳措施来产生。

产生全固态紫外激光旳措施一般有两种: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;另一种措施是先运用倍频技术得到二次谐波,然后再运用和频技术得到紫外激光。

相较于前一种措施,后者运用旳是二次非线性极化率,其转换效率要高诸多。

最常见旳是通过三倍频和四倍频技术产生355nm和266nm旳紫外激光。

下文将简朴简介紫外激光产生旳非线性原理。

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

在单色旳电磁波作用下,介质旳内部原子,离子等不会发生本征能级旳跃迁,不过这些离子旳电荷分布以及运动状态都会发生某些变化,引起光感应旳电偶极矩,这个电偶极矩作为新旳辐射源辐射电磁波。

高功率皮秒紫外激光器新进展

高功率皮秒紫外激光器新进展

第8卷 第2期2015年4月  中国光学 Chinese Optics Vol.8 No.2 Apr.2015 收稿日期:2014⁃12⁃11;修订日期:2014⁃12⁃15 基金项目:固体激光技术重点实验室基金资助项目(No.2013A10403004)文章编号 2095⁃1531(2015)02⁃0182⁃09高功率皮秒紫外激光器新进展毛小洁1,2(1.固体激光技术重点实验室,北京100015;2.华北光电技术研究所,北京100015)摘要:高功率皮秒紫外激光器在高精密加工、激光医疗、光电对抗和光伏产业等领域有重要应用,近年来成为固体激光新光源研究热点。

本文对国内外基于和频技术的高功率皮秒紫外激光器研究新进展进行了归纳和总结。

首先,阐述了和频工作原理,介绍了和频产生皮秒紫外激光的非线性晶体;然后,介绍了国内外高功率皮秒紫外激光器的新进展,包括:高功率皮秒紫外激光器、高峰值功率皮秒紫外激光器、高功率和高峰值功率皮秒紫外激光器。

最后,展望了高功率皮秒紫外激光器的进一步发展及应用。

归纳和总结表明:高功率皮秒紫外激光器在国外较成熟,国内在该领域的研究刚刚起步。

光子晶体光纤和碟片激光器输出基频光的皮秒紫外激光器有突出的优势,已成为皮秒紫外激光产业的主力军。

关 键 词:激光器;皮秒激光器;和频技术;再生放大技术;紫外激光中图分类号:TN248 文献标识码:A doi:10.3788/CO.20150802.0182New progress in high⁃power picosecond ultraviolet laserMAO Xiao⁃jie 1,2(1.Science and Technology on Solid⁃State Laser Labotatory ,Beijing 100015,China ;2.North China Research Institute of Electro⁃Optics ,Beijing 100015,China )∗Corresponding author ,E⁃mail :maoxiaojie 991220@Abstract :High⁃power picosecond ultraviolet lasers have attracted considerable interests as novel laser source,due to their wide applications in high precision product,laser medical system,optoelectronic countermeasure and structuring of silicon.The research and development on high⁃power picosecond ultraviolet laser based on technology of sum frequency are classified and summarized.First,the mechanism of sum frequency and pico⁃second ultraviolet crystal are discussed.Then the high⁃power picosecond ultraviolet laser,the high⁃peak⁃power picosecond ultraviolet laser,and the high⁃power and high⁃peak⁃power picosecond ultraviolet lasers are dis⁃cussed.Finally,the prospect of further development and applications of high⁃power picosecond ultraviolet la⁃ser sources is put forward.According to the latest development,it is indicated that the high power picosecond ultraviolet lasers developed in abroad is in maturity stage but just in starting stage at.The high⁃power picosec⁃ond ultraviolet lasers based on photonic crystal fiber laser and thin disk laser have some merits,which play im⁃portant roles in laser industry.Key words :lasers;picoseconds laser;sum frequency;regenerative amplifier technology;ultraviolet laser1 引 言 与纳秒激光器相比,皮秒激光器的脉冲宽度更短,特别是小于10ps的激光脉冲,不会对加工材料造成热破坏,被称为“冷加工”,在精密加工领域得到广泛的应用。

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。

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%。

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紫外激光器研究进展及其关键技术Last revision on 21 December 2020紫外激光器研究进展及其关键技术黄川摘要: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。

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。

LBO晶体LBO(LiB3O5)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。

BBO晶体BBO(BaB2O4)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。

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。

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。

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、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。

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% 。

的结构,波长为1064nm的基2006年,Coherent公司采用同样端面抽运Nd:YVO4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%。

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,获得平均功率的355nm激光输出,其光一光转化效率为%。

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 ns,峰值功率和单脉冲能量高达67kW和,激光光束质量MZ<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。

在泵浦功率为时,得到 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 355 nm紫外激光。

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。

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

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的266nm紫外激光输出,转换效率达到了%。

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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