全固态紫外激光技术研究综述
全固态高功率激光器技术的发展研究
全固态高功率激光器技术的发展研究近年来，全固态高功率激光器技术得到了较快的发展，其应用范围也不断扩大。
全固态高功率激光器以其优异的性能在精细加工、医疗、环保等领域得到了广泛的应用。
一、全固态高功率激光器技术的发展历程早在20世纪六十年代，人们就开始尝试利用激光技术进行研究和发展。
当时的激光器技术还非常不成熟，国内外的研究者都在尝试研制更加高效、稳定的激光器。
在20世纪八十年代初，全固态高功率激光器技术开始快速发展。
人们采用锂离子、钕玻璃、铝红宝石等材料作为固态激光器介质，能量转换效率不断提高。
此后，激光器功率和脉冲宽度也得到了明显提高，激光材料和电子元器件的性能也得到了不断改进，全固态高功率激光器技术进入了一个高速发展时期。
二、全固态高功率激光器技术的特点和优势1. 较高的能量转换效率全固态高功率激光器利用固体介质作为激光介质，能量转换效率较高。
2. 稳定性好全固态高功率激光器摆脱了传统激光器中易受环境影响因素的局限，能够在较为复杂的环境下稳定工作，具有很好的稳定性。
3. 寿命长全固态高功率激光器的材料稳定、寿命长，可以长时间稳定运行。
4. 输出光束质量好全固态高功率激光器能够输出近似TEM00输出模式的激光光束，光束品质好、光束核心亮度高，可用于高精度加工、医疗、精密测量等领域。
三、全固态高功率激光器技术在工业制造中的应用1. 精细加工全固态高功率激光器可用于实现高品质的切割、打孔、焊接、表面处理等精细加工工艺。
它不仅可以对金属进行加工，还可以对非金属材料进行加工。
在航空航天、汽车制造、装备制造等领域，全固态高功率激光器得到了广泛应用。
2. 医疗全固态高功率激光器可以用于各种医学疾病的诊断和治疗。
例如，用它来进行视网膜焊接手术、白内障手术、眼底病手术、皮肤病治疗，都取得了很好的效果。
3. 环保全固态高功率激光器可以用于污染物的在线监测和处理。
例如，利用激光光谱技术检测空气质量、利用激光光解技术处理废气、废水等。
全固态激光器的光束质量及其紫外激光的实验研究的开题报告
全固态激光器的光束质量及其紫外激光的实验研究的开题报告标题：全固态激光器的光束质量及其紫外激光的实验研究一、研究背景及意义全固态激光器由于具有结构简单、寿命长、易于集成化等优点，被广泛应用于医疗、制造、通信等领域。
其中，紫外激光在微细加工、光刻、生物荧光分析等领域具有重要应用价值。
对于光束质量的研究是提高激光器工作效率、减少环境污染、提高加工精度等方面的重要问题。
二、研究目的本课题旨在通过实验研究，探究全固态激光器在紫外激光工艺中的光束质量，并通过对比分析不同激光波长下的光束质量变化规律，为全固态激光器在紫外激光领域的应用提供科学依据。
三、主要研究内容和预期成果1. 建立全固态激光器实验台，选择合适的激光介质、激光波长和工作模式，调节激光器参数，获取光束质量数据。
2. 对不同波长下激光器的光束参数进行实验研究，建立光束质量评估模型。
3. 通过比较不同波长下激光器的光束参数变化规律，分析不同波长激光器在紫外激光领域的应用优劣差异。
预期成果：1. 建立全固态激光器的实验平台，能够准确测量全固态激光器的光束质量。
2. 分析不同波长下激光器的光束参数变化规律，获得紫外激光领域全固态激光器应用的科学依据。
3. 具体分析全固态紫外激光器及其应用的发展趋势。
四、研究方法和技术路线本研究采用以下具体方法和技术路线开展：1. 设计并搭建全固态激光器的实验平台。
2. 选择不同激光介质、不同波长的激光器进行实验研究。
3. 使用光学仪器对激光器光束参数进行测量和分析。
4. 基于理论模型，分析不同波长激光器在紫外激光领域的应用优劣差异。
五、研究进度安排本研究的进度安排如下：第一年：搭建实验平台，收集文献，编写研究方案。
第二年：对光束参数、波长等进行测量和分析，建立光束质量评估模型。
第三年：分析研究结果，并撰写研究报告。
六、研究的重要性和意义本研究旨在探究全固态激光器在紫外激光领域的光束质量及应用，对于推动激光加工技术创新和发展，促进全固态激光器的应用和发展具有重要意义。
全固态紫外激光
第28卷第9期 光子学报 V o1.28N o.9 1999年9月 ACT A PHOT ONICA SINICA Septem ber1999 全固态紫外激光器研究*陈国夫 王贤华 杜戈果(瞬态光学技术国家重点实验室,中国科学院西安光学精密机械研究所,西安710068)摘 要 本文报道了具有增强谐振倍频腔的全固态紫外激光器研究.半导体激光二极管(LD)泵浦的Nd∶YVO4激光晶体产生波长为1064nm的近红外光,腔内倍频输出波长为532nm的绿光,再送入增强谐振腔进行四倍频,输出波长为266nm的深紫外激光.产生深紫外激光的基频绿光输入阈值可低到2.5mW.据我们所知,这是国内首次报道的全固态紫外激光器. 关键词 半导体激光二极管泵浦;Nd∶YVO4激光器;增强谐振倍频;紫外激光0 引言 固体激光器的激光波长一般在可见光和近红外波段.近年来国际上科学工作者努力研究紫外激光器,这是因为紫外激光器在高分辨光谱学(只需功率几微瓦)、大气探测、微电子学、医学诊断、高密度光数字存储、光化学、光生物学、激光诱发的物质原子荧光和紫外吸收(如Si原子的荧光诱发、冷冻和控制)、空间光通讯、机械成型、紫外器件的研究等领域有着广泛的应用1～4.通常紫外激光器有激发物激光器、氮激光器和四倍频固体激光器5.而LD泵浦的四倍频全固态激光器是首选的有前途的紫外激光源,那是因为这种激光器具有稳定可靠,寿命长,光束质量好,可调谐,小型紧奏,重量轻,结构简单,操作简单,价格低等实用化的优点6.所以近年来,美、英、日、法、德已在开展四倍频全固态紫外激光器的工作1,5,7.多数是用LD泵浦惯用的Nd∶YAG晶体,再进行倍频.本文报道用波长808nm小型半导体激光二极管LD泵浦Nd∶YVO4激光晶体产生1064nm的近红外光,腔内倍频输出波长为532nm的绿光,再送入增强谐振腔进行四倍频,输出波长为266nm 的深紫外激光.与N d∶YAG比较,Nd∶YVO4激光晶体具有更大的增益截面,是N d∶YAG的4倍;吸收系数大,是Nd∶YAG的5倍,偏振输出,激光阈值低等优点8,9,现在,小型大功率808nm的半导体激光器正合适泵浦Nd∶YVO4激光器带来新的生机10.在小功率泵浦的条件下,利用短腔谐振倍频技术,已成功获得紫外激光输出,这些实验结果国内还未见报道.1 实验装置和实验结果全固态紫外激光器由双端泵浦源、二倍频Nd∶YVO4激光器、增强谐振倍频、测量和控制系统构成.实验装置如图1所示.图1 全固体紫外激光器实验装置F ig.1 Ex perimental setup of the ultra vio la at la ser腔内倍频半导体激光二极管泵浦的Nd∶YVO4的谐振腔采用的是折叠式驻波腔.腔内倍频结构是输出为自准直的聚焦腔.M1、M2为平面反射镜.M3为凹凸反射透射镜作为倍频聚焦及倍频光输出自准直,M4是凹面回光反射镜,用以形成折叠式驻波腔结构.在腔体设计时考虑到尽*国家自然基金资助项目(69778012)收稿日期:1999—06—29可能减少腔内元件以提高工作稳定性,在折叠腔内未引入象散补偿玻片.通过选择最佳入射角,减小由聚焦凹面镜引起的象散.激光腔的光束传输矩阵为M =A B CD =d b caa b cd(1)式中a b c d =1l 101100n 1/n21L 1/n 201100n 2/n 1・1l 2+l 30110-2/R 111l 401100n 1/n 3・1L 2/n 31100n 3/n 11l 50110-2/R 21n 1为空气折射率,n 2为Nd ∶YVO 4晶体折射率,n 3为KT P 晶体折射率.根据矩阵光学,稳定腔的条件是 A +D /2<1.束腰半径 为2=( B / n )[1-((A +D )/2)2]1/2(3)当入射角 =5°,在输出光镜M 3上光束半径 随l 2+l 3的变化如图2.当l 2+l 3=50m m 时,在图2 输出镜M 3上的光斑尺寸随l 2+l 3的变化F ig.2 Spo t size on M 3v s l 2+l 3输出镜M 3上的光斑直径随入射角 的变化,如图3,从总体考虑l 2+l 3=50mm , =5°,M 3的曲图3 输出镜M 3上的光斑尺寸随入射角 的变化F ig.3 Spo t size on M 3v s率半径R =100mm ,M 4的曲率半径R =150mm.在这种腔体结构下在输出镜M 3上的子午面和弧矢面上的光斑尺寸相对误差不超过0.3%,输出光束为高斯光束.为了提高倍频效率采用聚焦共轭腔结构.Nd ∶YVO 4激光晶体两端的泵浦源均由波长可温控、光纤输出的半导体激光器LD 和耦合器组成3.LD 的最大功率可达15W ,波长在808nm 附近可调谐,功率通过直径为1.16mm 的光纤束输出,自己研制了小型的准直聚集耦合器,将光纤输出端面、准直系统、聚焦透镜都封闭在一个小型的系统中,使用中免调,还避免了环境中的灰尘污染,耦合器的出口处是焦距为3.3cm 的透镜,调节耦合器和激光晶体Nd ∶YVO 4的相对位置,使泵浦达到最佳状态.如图1所示,N d ∶YVO 4激光晶体、KT P 倍频晶体和腔镜M 1、M 2、M 3、M 4构成腔内二倍频激光器,532nm 的绿光由自准直凹凸透镜M 3输出.Nd ∶YVO 4激光晶体是福建物质结构所生产的,几何尺寸为8(3×3×5)mm.二倍频晶体KTP 是山东大学晶体研究所生产的,二类相位匹配,双面对1064nm 和532nm 波长处镀双增透膜.M 1、M 2为平面腔镜,在1064nm 波长,反射率R >95.5%.在800～810nm,透过率T >90.5%.腔内倍频结构采用聚焦共轭结构以提高倍频效率,自准直凹凸透镜M 3,曲率半径为100m m,在1064nm 波长,反射率R ≥99.6%,在532nm 波长,透过率T ≥94%.凹面镜M 4,曲率半径为150m m ,在1064nm 和532nm 波长,都有反射率R >99.9%.当每端LD 的泵浦功率均为6W 时,输出绿光为1.5W .效率为11%.四倍频晶体BBO 和M 5、M 6、M 7、M 8构成增强谐振倍频腔,M 5是平面镜,在532nm 波长,透过率T =12%,M 6也是平面镜,反射率R =99.4%.M 6安装在PZT 驱动器上,凹面镜M 7的曲率半径为150mm ,在532nm 波长,反射率为99.4%.凹面镜M 8的曲率半径也是150mm ,在532nm 波长,R =99.8%,在266nm 波长,透过率T =84%,四倍频晶体BBO 的几何尺寸为(5×5×6)mm ,位于M 7和M 8的共同焦点上,谐振腔的腔长尽量与Nd ∶YOV 4的腔长匹配.紫外光由腔镜M 8输出.石英棱镜将紫外光分离出来,由接收器测量.接收到的紫外信号送入计算机接口还可同时输入786 光子学报28卷示波器,以便实时监测,再控制PZT,使紫外光输出最大.在现在的结构和冷却条件下,由M 4透过的1064nm 的光估计,在无KT P 时Nd ∶YVO 4腔内功率大于80W ,放入KTP 二倍频晶体,绿光输出最大为1.5W .图4(a )、(b )分别为1064nm 和532nm 的光谱曲线,绿光在谐振倍频腔中的损耗约为12%.接收器接收的紫外光最大为5V.(a) (b)图4 腔内倍频传N d ∶YV O 4激光器的光谱曲线.(a )1064nm ,(b)532nm F ig .4 Spectr um o f N d ∶Y V O 4laser of intr acavity fr equency doubling参考文献1 Go ldberg L ,K liner D A V.T unable U V g eneration at 286nm by fr equency tr ipling of a hig h-pow er mo de -lo ckedsemiconducto r laser.O pt L ett ,1995,20(15):1640～16422 Saya ma S ,Ohtsu M .T unable U V cw genera tio n at 276nm w avelength by fr equency co nv ersio n o f laser dio des .OptCommu ,1998,(1):110～1123 Bahns J T ,L ynds L ,Stw alley W C,Simmons V ,R obinson T ,Bililign S.Airbo rne-mer cur y detection by r esonant U V laser pumping.Opt L ett ,1997,22(10):727～7294 K ung A H ,Jr -I L ee ,Chen Poe -jo u .A n efficient all -so lid -st ate ultr aviolet laser source .Appl P hys L ett ,1998,72(13):1542～15445 F eugnet G,P ocholle J P.8-mJ T EM 00diode-end-pumped fr equency -qua dr upled N d ∶Y A G laser.O pt L ett,1998,23(1):55～576 Per saud M A ,T olchard J M ,Fer guson A I .Efficient g ener ation of pico seco nd pulses at 243nm .I EEE J Q uant Elec ,1990,26(7):1253～12587 Ro termund F ,Pet ro v V.Gener atio n of t he four th harm onic o f a femt osecond T i ∶sapphir e laser.Opt Let t,1998,23(13):1040～10428 杜戈果,王贤华,陈国夫.L D 泵浦的高效掺钕钡酸钇(N d ∶YV O 4)激光器.光子学报,1998,27(7):616～6189 何慧娟,廖严,陈冰瑶.激光二极管泵浦Nd ∶Y V O 4晶体的高效内腔倍频绿光激光器研究.光学学报,1998,18(3):277～28010 尹红兵,吴光照,罗山.可望实用化的几种新型激光晶体.激光与电子学进展,1997,(7):6～97879期陈国夫等.全固态紫外激光器研究ALL -SOLID -STATE ULTRAVIOLET LASERChen Guofu,Wang Xianhua,Du Geg uoState K ey laboratory of T r ansient Op tics T echnology ,X i ′an I nstitute of Op tics &p recision M echanics ,X i ′an 710068R eceived date :1999-06-29Abstract All -so lid -state ultr av iolet laser w ith a r esonant enhanccement cavity is reported .A frequen-cy -quadrupled Nd ∶YVO 4laser pumped by LD is described.The Nd ∶YVO 4laser with intracav ity fre-qency-do ubled g enerate g reen laser and deliv er into a enhancement resonant cavity for frequency-quadrupled .The laser has generated ultravoilet lig ht at 266nm w ith low threshold .Keywords LD pum pe ;Nd ∶YVO 4laser ;Enhancement resonant fr equency -doube ;Ultrav oilet laser Professor Chen Guofu w as g raduated fro m Beijing U niv ersity in 1966.Heis the head of the State Key Lab .of Transient Optics T echno log y ,Xi ′anInstitute o f Optics and Precision M echanics,Academ ia Sinica.He had w orked at Imperial Co lleg e and St.Andr ew s Univ er sity as a visiting schol-ar from 1984～1987.His research involves ultrashort light generation ,measurement and fs no nlinear optics .788 光子学报28卷。
千赫兹全固态紫外激光器实验研究的开题报告
千赫兹全固态紫外激光器实验研究的开题报告
1.研究背景
激光技术在工业和科研领域具有广泛的应用，其中紫外激光器由于其较短的波长和高能量密度，被广泛用于微电子制造、光刻、医学诊断等领域。
目前，全固态紫外激光器比气体激光器更具优势，因为它们具有更高的能量效率、更小的尺寸、更好的稳定性和可靠性。
2.研究目的
本研究旨在设计和实验一个千赫兹全固态紫外激光器，研究其激光输出特性和稳定性，并探究其在微电子制造、光刻和医学诊断等领域中的应用前景。
3.研究内容
（1）激光加工和诊断领域对紫外激光器的需求
通过收集整理激光加工和诊断领域对紫外激光器的需求，了解这些领域对激光器输出功率、波长、重复频率等参数的要求，为后续实验提供指导。
（2）千赫兹全固态紫外激光器的设计和制备
结合上述需求，设计和制备千赫兹全固态紫外激光器，选择适合的激光介质、激发源和输出窗口等关键组件，提高激光器的效率和稳定性。
（3）千赫兹全固态紫外激光器的特性研究
对制备好的紫外激光器进行实验研究，探究其激光输出功率、波长、重复频率、波束质量和稳定性等特性，并进一步优化激光器的设计以满足应用需求。
4.研究意义
本研究可以为紫外激光器的发展提供实验数据和实际应用案例，推动全固态紫外激光器技术的发展，丰富工业和科研领域的激光应用。
全固态266nm紫外脉冲激光器研究
（ Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｃ ｈ ｕ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｃ ｈ ｕ ｎ １ ３ ０ ０ ２ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： ２ ６ ６ ｎ ｍ ｕ ｌ ｔ ｒ ａ ｖ ｉ ｏ ｌ ｅ ｔ ｐ ｕ ｌ ｓ ｅ ｌ ａ ｓ ｅ ｒ ｉ ｓ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ｂ ｙ ｐ ａ ｓ ｓ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ Ｑ — ｓ ｗ ｉ ｔ ｃ ｈ ｅ ｄ Ｃ ｒ ４ Ｙ Ａ Ｇ， Ｋ Ｔ Ｐ ｃ ｒ ｙ ｓ ｔ ａ ｌ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ａ ｒ ｅ ｕ ｓ ｅ ｄ
调 Ｑ， Ｋ Ｔ Ｐ晶体 腔 内倍 频及 Ｂ Ｂ Ｏ 晶体 腔 外 四倍 频 ， 实现 ２ ６ ６ ｎ ｍ 连 续脉 冲 输 出。通 过 优 化激 光
器 外谐 振腔 ， 提 高腔 外非 线 性变 频转 化效 率。Ｌ Ｄ抽运 功 率 为 ４ ． ６ Ｗ 时， 得到５ ３ ２ ｎ ｍ 激光平 均 输 出功 率为 １ ５ ４ ｍ Ｗ， 与腔 外直 接倍 频相 比， ５ ３ ２ ｎ ｍ 激光 的平 均 功 率提 高 了 ３倍 ， 单脉 冲 能量 和 峰值 功率提 高 了 ２倍 ， 这 有利 于 四倍 频 转化 效率 的提 高 。２ ６ ６ Ｈ ｉ ｌ ｌ 紫 外激 光平 均 输 出功 率 为
全固态266 nm紫外脉冲激光器研究
全固态266 nm紫外脉冲激光器研究张辰;高兰兰;邵志强【摘要】报道了利用激光二极管端面抽运Nd∶YAG晶体,通过Cr4+∶YAG晶体可饱和吸收被动调Q,KTP晶体腔内倍频及BBO晶体腔外四倍频,实现266 nm连续脉冲输出.通过优化激光器外谐振腔,提高腔外非线性变频转化效率.LD抽运功率为4.6W时,得到532 nm激光平均输出功率为154 mW,与腔外直接倍频相比,532 nm激光的平均功率提高了3倍,单脉冲能量和峰值功率提高了2倍,这有利于四倍频转化效率的提高.266 nm紫外激光平均输出功率为3 mW.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2013(043)012【总页数】4页(P1355-1358)【关键词】全固态;266 nm;外谐振腔;倍频【作者】张辰;高兰兰;邵志强【作者单位】长春理工大学理学院,吉林长春130022;长春理工大学理学院,吉林长春130022;长春理工大学理学院,吉林长春130022【正文语种】中文【中图分类】TN2481 引言紫外波段激光器(UV)，由于波长短，能量更集中，分辨率高，在很多领域得到广泛应用［1］。
如工业零部件加工、微电子学、光谱分析、光数据存储、光盘控制、大气探测、光化学、光生物学、空间光通信及医疗等领域有着广泛的应用前景［2］。
特别是在工业加工领域，由于UV激光的短波长和高光子能量特点，其聚焦光斑可以更小，同时高能量UV光子直接破坏材料的分子键，相对于红外激光的“热熔”过程，UV激光加工时是“冷蚀”效应。
这使得加工的尺寸可以更小，加工的精度得到提高［3］。
以355 nm和266 nm为代表的全固态UV激光在工业加工领域已经得到了广泛应用。
2003年，日本三菱公司和大阪大学合作，报道利用200W绿光作为基频光，采用15 mm长的Ⅰ类相位匹配CLBO作为FOHG晶体对绿光倍频，得到了40 W的266 nm UV激光输出。
2006年，中国科学院物理研究所报道了采用CLBO晶体对平均功率120 W绿光激光器进行倍频，得到28.4 W的266 nm UV激光［4］。
固体紫外激光器原理
固体紫外激光器原理固体紫外激光器是一种利用固体物质产生紫外激光的装置。
它具有很高的能量密度、较窄的波长范围和较高的空间相干性，在生物医学、科学研究和工业领域有着广泛的应用。
固体紫外激光器的工作原理基于光的增强效应和能级跃迁原理。
首先，我们需要一个能够发射激光的激光介质。
常见的材料包括Nd：YAG（钇铝石榴石）、Nd：YVO4（钇钒矿石）、Nd：YLF（钇锂钼石）、Ti：Sapphire（蓝宝石）等。
这些固体材料加工成激光棒或薄片状，然后通过外部的光源（如闪光灯或半导体激光器）进行泵浦。
泵浦光通过能级跃迁，将固体材料中的电子激发至高能级。
然后，在光学腔中，高能级的激发态电子会发生自发辐射，从而产生光子，光子穿过输出窗口逃逸出来。
这就是激光的产生过程。
光学腔由两个反射镜构成，一个是高反射镜（HR镜），另一个是输出镜（OC镜）。
HR镜起到反射光子的作用，而OC镜则允许部分光子通过，形成激光输出。
光学腔的设计与用于特定波长范围的激光器密切相关。
要实现紫外激光输出，我们通常使用二次谐波产生方法。
这种方法利用非线性光学效应，在高能量激光束通过非线性晶体时产生频率加倍，从而将激光转换为更短的紫外波长。
常见的非线性晶体材料包括KDP（磷酸二氢钾）和BBO（磷酸钡钙晶体）。
通过调整晶体的温度和角度，可以实现不同波长范围的紫外激光输出。
固体紫外激光器具有广泛的应用前景。
在科学研究领域，它可以用于超快激光光谱学、表面等离子体共振、薄膜沉积等实验。
在生物医学领域，固体紫外激光器被广泛应用于激光手术、皮肤美容和白内障治疗等。
在工业领域，它可以用于精细加工、标记、材料检测等。
此外，固体紫外激光器还能被应用于大气科学、光通信和防务等领域。
不过，固体紫外激光器在使用时需要特别注意安全。
紫外光具有较强的能量和较高的光子能量，如果不正确使用或直接暴露于人体，可能会对眼睛和皮肤造成伤害。
因此，使用固体紫外激光器时需要佩戴适当的防护眼镜和防护服，同时要遵循相关的操作规程。
短波紫外278nm和281nm全固态激光研究_杨峰
第41卷第12期红外与激光工程2012年12月Vol.41No.12Infrared and Laser Engineering Dec.2012短波紫外278nm和281nm全固态激光研究杨峰1，王志超1，刘珊珊1,2，张国春1，薄勇1，彭钦军1，崔大复1，吴以成1，许祖彦1(1.中国科学院功能晶体与激光技术重点实验室，中国科学院理化技术研究所，北京100190；2.中国科学院大学，北京100049)摘要：波长介于200~300nm的短波紫外全固态激光(DPL)具有波长短、光子能量高、波段特殊，可实用化与精密化等特点，在激光精密加工、前沿科学及航空航天领域具有重大应用价值。
目前，高功率短波紫外激光实现主要基于Nd:YAG晶体1064nm激光四倍频实现266nm激光输出，然而其实用化特性严重受制于现有的四倍频非线性晶体材料。
通过新型高功率高光束质量1.1μm(1112nm、1123nm)Nd:YAG近红外基频激光研究，并以此为泵浦源，创新性将综合性能优良的紫外CBO非线性光学晶体从紫外三倍频应用拓展到高功率短波紫外四倍频278和281nm应用的最新研究进展，有望获得一种可实用化高功率新型短波紫外全固态激光源。
关键词：短波紫外；全固态激光；四倍频；CBO晶体中图分类号：O43文献标志码：A文章编号：1007-2276(2012)12-3209-05Investigation of all-solid-state short-ultraviolet278nm and281nm laserYang Feng1,Wang Zhichao1,Liu Shanshan1,2,Zhang Guochun1,Bo Yong1,Peng Qinjun1,Cui Dafu1,Wu Yicheng1,Xu Zuyan1(1.Key Laboratory of Functional Crystals and Laser Technology,Chinese Academy of Sciences,Technical nstitute of Phsicsand Chemistry,Chinese Academy of Sciences,Beijing100190,China;2.University of Chinese Academy of Sciences,Beijing100049,China)Abstracts:Short-Ultraviolet(means wavelength between200nm and300nm)Diode-Pumped Solid-State Laser(DPL),because of its short wavelength,high photon energy,special wave-band and excellent application and precision performances,has significant applications in laser precision manufacturing，science frontiers and aerospace fields.Currently,high power short-ultraviolet laser is mainly obtained by fourth harmonic generation of Nd:YAG1064nm laser(266nm),however,its application performance is seriously restricted by the nonlinear optical crystal of fourth harmonic generation.The investigation of a novel high power and high beam quality Nd:YAG1.1μm(1112nm and1123nm)laser,and further the latest research progress of a novel high power278and281nm laser generation under this 1.1μm pumping source by using an excellent nonlinear optical crystal CBO were presented,which was innovatively applied from high power third harmonic generation to high power fourth harmonic generation.It is desired to achieve a novel high power short-ultraviolet DPL with excellent application收稿日期：2012-04-05；修订日期：2012-05-03基金项目：国家自然科学基金重点项目(61138004)作者简介：杨峰(1983-)，男，博士，副研究员，主要从事全固态激光及其非线性频率变换方面的研究。
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全固态紫外激光技术研究综述
引言
紫外激光在生物医学、光电子学、材料加工等领域有着广泛的应用。
全固态紫外激光技术作为一种新型的激光技术，具有紫外波长、高能量、高重复频率等优点，因此在近年来得到了广泛的研究和应用。
本综述旨在对全固态紫外激光技术的研究目标、方法、发现和结论进行全面的总结和分析。
研究目标
全固态紫外激光技术研究的目标是提高紫外激光的发射效率、输出功率和稳定性，以满足各个应用领域对高质量紫外激光的需求。
具体目标包括： 1. 开发高效的紫外激光谐振腔结构，提高光学传输效率； 2. 寻找高效的激光增益介质，提高激光的增益系数； 3. 设计稳定的光泵浦系统，提供稳定的激发能量； 4. 优化激光输出系统，提高输出功率和光束质量。
研究方法
全固态紫外激光技术的研究方法主要包括理论模拟、实验验证和实际应用。
具体方法如下：
理论模拟
通过数值模拟和理论分析，研究紫外激光的光学与热力学特性，提出优化方案。
常用的模拟方法包括： 1. 光学传输模拟：使用光学仿真软件，如ZEMAX等，建立紫外激光谐振腔的模型，优化光学布局，提高光学吸收率和能量转换效率。
2. 激光增益模拟：建立激光增益介质的传输方程，通过数值计算得到激光增益系数与波长、浓度等参数的关系，寻找高效的增益介质。
3. 热力学模拟：模拟高功率紫外激光系统的热效应，分析光学元件的热稳定性，进而优化激光系统的散热设计。
实验验证
通过实验验证理论模拟的结果，评估全固态紫外激光技术的性能。
常用的实验方法包括： 1. 激光谐振腔实验：搭建全固态紫外激光系统，包括光轴、谐振腔、增益介质、光泵等元件，通过改变系统参数，如谐振腔长度、增益介质浓度等，测量激
光输出功率和光束质量。
2. 激光增益实验：利用稳态和瞬态激光增益测量系统，测量不同波长下的激光增益系数，验证增益介质的性能。
3. 系统稳定性实验：对激光系统进行长时间运行测试，评估系统的稳定性和可靠性。
实际应用
将全固态紫外激光技术应用于生物医学、光电子学和材料加工等领域，对其性能进行评价和实际应用效果分析。
常见的应用包括： 1. 生物组织切割：利用紫外激光的光束质量和高能量，实现精确的细胞和组织切割，为生物医学研究提供有力工具。
2. 光刻技术：利用紫外激光的高分辨率和较小的聚焦点，实现微细结构的光刻制造，用于制备光电子器件。
3. 材料加工：通过紫外激光对材料进行加工，实现纳米结构的制备和表面改性，提高材料的性能。
研究发现
通过对全固态紫外激光技术的研究，取得了以下主要发现： 1. 设计优化的紫外激光谐振腔结构，可显著提高激光的输出功率和光束质量。
2. 发现了具有高增益系数的增益介质，如Nd:YAG、Nd:YLF等，可实现高效的紫外激光放大。
3. 通过合
理设计和优化光泵浦系统，可提供稳定的激发能量，提高激光的输出稳定性。
4. 针对不同的应用领域，实际应用中全固态紫外激光技术显示出良好的性能和应用前景。
结论
全固态紫外激光技术作为一种新兴的激光技术，在生物医学、光电子学和材料加工等领域有着广泛的应用前景。
通过不断的研究和开发，有效地提高了紫外激光的发射效率、输出功率和稳定性。
未来的研究方向包括进一步提高激光的能量密度和光束质量，应用于更多的领域，并对其在生物医学方面的应用进行深入研究，为相关领域的科研和应用提供支持和发展。
参考文献
（这里列举了一些参考文献的引用，可以根据实际情况进行具体的引用格式编写。
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