Estudio sobre las características térmicas del láser ultravioleta profundo de 266 nm generado por cristal BBO - 02

Configuración experimental

Para obtener un láser ultravioleta profundo de 266 nm con alta eficiencia y operación estable, este artículo construyó un dispositivo de generación de láser ultravioleta profundo de 266 nm de estado sólido como se muestra en la Figura 1, que consiste en un láser totalmente sólido descargado en una cavidad. estado norte:YVO₄lasEs decir, un sistema de doble frecuencia y un sistema de cuádruple frecuencia.

Fig. 1 Configuración experimental del láser DUV de 266 nm de estado sólido

El Nd totalmente sólido:YVO₄El láser infrarrojo cercano se utiliza como fuente de luz de frecuencia fundamental para generar el láser ultravioleta profundo de 266 nm de cuarto armónico, y su cavidad resonante adopta una estructura de cavidad de onda estacionaria plano-convexa. Para ralentizar eficazmente el efecto térmico de pérdida cuántica del cristal de ganancia, se selecciona como fuente de bombeo un láser semiconductor con una longitud de onda central de 888 nm, y su haz de salida se colima y se enfoca en el medio de ganancia Nd.:YVO₄cristal a través de un sistema telescópico compuesto por lentes con longitudes focales (f1, f2) de 30 mm y 80 mm respectivamente, para lograr la coincidencia de modos entre el láser de bomba y la cavidad resonante. Para mitigar el efecto térmico de la cara frontal del cristal, el cristal de ganancia utiliza un YVO₄+nd:YVO₄(www.wisoptic.com)cristal unido con un tamaño de 3 mm×3 mm×(3+20) mm, y la fracción atómica de iones de neodimio es del 0,8%. Ambos extremos del cristal están recubiertos con antirreflectante de 888/1064 nm.(ARKANSAS)película y enfriado con un sistema de circulación de agua. El espejo de entrada M1 utiliza un espejo plano-convexo con un radio de curvatura de 700 mm y está recubierto con una fibra de 888 nm.ArkansasPelícula y alta reflexión de 1064 nm.(HORA)película; El espejo de cavidad M2 es un espejo plano recubierto con una luz de 888 nm.Arkansaspelícula y 1064 nmHORApelícula; El espejo de cavidad M3 utiliza un espejo plano recubierto con una luz de 1064 nm.HORApelícula, y se utiliza un polarizador de película delgada (TFP) de 45 ° 1064 nm como espejo de salida de la cavidad resonante. Un cristal electroóptico BBO (BBO Q-switch, www.wisoptic.com)y se insertó una placa de cuarto de onda (QWP) entre TFP y M3. El voltaje aplicado a ambos extremos del BBO Q-switchse ajustó para cambiar la transmitancia del espejo de salida TFP. Finalmente, se logró una operación de vaciado de cavidad estable bajo una carga de alto voltaje de 3,6 kV, y el TFP emitió una fuente de luz de frecuencia fundamental de 1064 nm polarizada horizontalmente.

El láser de 1064 nm se moldea y enfoca en el cristal de doble frecuencia mediante una lente f3 (la distancia focal es de 150 mm), generando la luz verde del segundo armónico de 532 nm. Para obtener un efecto de walk-off más pequeño y una mayor eficiencia de doble frecuencia,atipoI fase no crítica emparejadaEl cristal LBO (www.wisoptic.com) solía serla doble frecuenciamedio.tEl ángulo de corte del cristal es θ=90°, φ=0°, el tamaño es 3 mm×3 mm×20 mm y ambos extremos del cristal sonAR recubierto en1064/532 nm. En el experimento, el cristal LBO se coloca en un horno de cobre.contemperatura constantecualcontenersun calentador y un sensor de temperatura, y se calienta a 148,5 ℃, con una precisión de control de temperatura de ±0,01 ℃.

Después de que el láser de 532 nm se separa de la luz de frecuencia fundamental de 1064 nm mediante el espejo dicroico (DM) de 1064/532 nm, se expande y se le da forma mediante un sistema telescópico compuesto por lentes f4 y f5 (longitudes focales de -50 mm y 100 mm, respectivamente) y se inyectan en el cristal BBO para cuadruplicarlo. Al mismo tiempo, para facilitar el experimento, se utiliza una placa de media onda (HWP) junto con un divisor de haz de polarización (PBS) para ajustar la potencia del láser de 532 nm que ingresa al cristal BBO. Mientras se garantiza la transmitancia del láser ultravioleta profundo de 266 nm, para aumentar el umbral de daño del sistema de película, el cristal BBO está recubierto con una película protectora ultravioleta de 266 nm en ambos extremos. el tamañodelcoincidencia de fase crítica tipo Icristal BBOes de 5 mm×5 mm×4 mm, y el ángulo de corteesθ=47,7°,φ=0° (temperatura ambiente). En el experimento, para ajustar con precisión el ángulo y la temperatura del cristal BBO, también se coloca en el horno de cobre.y luego se fija en la mesa giratoria tridimensional. Finalmente, el láser ultravioleta profundo de 266 nm generado pasa a través de dos filtros DM de 532/266 nm para eliminar el haz residual del láser de 532 nm y su potencia de salida se mide con un medidor de potencia.