基于SBS的四倍频266nm亚纳秒紫外激光研究
发布时间：2021-04-17 00:00
266nm紫外激光与很多物质都可以发生特殊的反应,利用这一特性主要开展的研究主要有:激光诱导荧光光谱、指纹检测、DNA处理等。传统的气体紫外激光器由于高维护成本、转化效率低等原因逐渐被以非线性晶体频率转换为核心技术的固体激光器所取代。本文研究的亚纳秒266nm激光由于兼具特殊的时间尺度和较高的峰值功率,是研究光与物质的强相互作用的理想光源。受激布里渊散射（SBS）技术是获取亚纳秒激光的有效手段,它具有结构简单、转换效率高、输出光参数可调和可集成化等优点;近些年高质量非线性晶体的不断出现成为谐波产生技术发展的基础。本文整合了SBS和晶体的频率转换技术,实现了纳秒量级的1064nm基频光到亚纳秒266nm四倍频光的转换,主要研究内容如下:理论上,以耦合波方程为基础分析了影响倍频效率的主要因素,并结合相位匹配理论,对实验中可能用到的非线性晶体进行了数值模拟,模拟的内容包括相位匹配角及其对应的有效非线性系数、晶体内各光波的走离角等,根据实验中的光参数,确定了晶体的加工参数;针对SBS,通过数值模拟对本实验的条件下单池压缩结构可以产生亚纳秒脉冲的可能性进行了验证。实验上,利用三面共振原理的振荡器...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
K.Kondo等人的266nm激光产生装置
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-266nm 倍频晶体为 15mm 的 CLBO，实验中，LBO 晶体控温控温在 150℃，1064-532nm 转换效率为 60.7%，532-266nm，最终获得了光束质量很高的单脉冲能量为 45μJ 的 266nm，法国光学研究所的 Lo c Deyra 等人[21]将 Nd:YAG 激光器输PA 结构放大后，得到了 550ps、1kHz、平均功率 2.3W 的基图 1-2所示。倍频晶体 LBO用来获得绿光，BBO晶体用来得到紫外-绿光转化率为 22.7%，输出了平均功率 530mW、脉
图 1-3 王丽荣等人的四倍频光路图2015 年，长春理工大学的于淼等人[37]利用一台 Nd:YAG 电光调 Q 激光器，输出基频光脉宽为纳秒，当重频为 1Hz 时，单脉冲能量为 212mJ；重频为 10Hz时，单脉冲能量为 190.6mJ。绿光倍频晶体为 8×8×7 mm3的 KTP；紫外倍频晶体为 8×8×40 mm3的 KDP，I 类匹配。1Hz 时 KTP 转换效率为 51.7%，KDP 转换效率为 31.9%，最终获得单脉冲能量 35mJ，脉宽 6ns 的 266nm 四倍频输出；10Hz 时 KTP 转换效率为 53.7%，KDP 转换效率为 28.2%，最终获得 28.9mJ、6ns 的四倍频 266nm 输出。1.2.3 国内外研究分析及存在的主要问题非线性倍频晶体被认为是获得优质 266nm 光的关键。1064-532nm 的倍频晶体生长工艺较为成熟，以 KTP、LBO 和 KDP 为代表，这三种晶体均可生长出较大尺寸且使用较为方便，一般无需进行控温和干燥处理，此外对于 KD*P、BBO 晶体用于二倍频实验也有少量的报道。532-266nm 的倍频晶体直接决定了四次谐波产生效率、光束质量。从近 20 多年来相关的报道来看，BBO、CLBO
本文编号：3142414
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
K.Kondo等人的266nm激光产生装置
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-266nm 倍频晶体为 15mm 的 CLBO，实验中，LBO 晶体控温控温在 150℃，1064-532nm 转换效率为 60.7%，532-266nm，最终获得了光束质量很高的单脉冲能量为 45μJ 的 266nm，法国光学研究所的 Lo c Deyra 等人[21]将 Nd:YAG 激光器输PA 结构放大后，得到了 550ps、1kHz、平均功率 2.3W 的基图 1-2所示。倍频晶体 LBO用来获得绿光，BBO晶体用来得到紫外-绿光转化率为 22.7%，输出了平均功率 530mW、脉
图 1-3 王丽荣等人的四倍频光路图2015 年，长春理工大学的于淼等人[37]利用一台 Nd:YAG 电光调 Q 激光器，输出基频光脉宽为纳秒，当重频为 1Hz 时，单脉冲能量为 212mJ；重频为 10Hz时，单脉冲能量为 190.6mJ。绿光倍频晶体为 8×8×7 mm3的 KTP；紫外倍频晶体为 8×8×40 mm3的 KDP，I 类匹配。1Hz 时 KTP 转换效率为 51.7%，KDP 转换效率为 31.9%，最终获得单脉冲能量 35mJ，脉宽 6ns 的 266nm 四倍频输出；10Hz 时 KTP 转换效率为 53.7%，KDP 转换效率为 28.2%，最终获得 28.9mJ、6ns 的四倍频 266nm 输出。1.2.3 国内外研究分析及存在的主要问题非线性倍频晶体被认为是获得优质 266nm 光的关键。1064-532nm 的倍频晶体生长工艺较为成熟，以 KTP、LBO 和 KDP 为代表，这三种晶体均可生长出较大尺寸且使用较为方便，一般无需进行控温和干燥处理，此外对于 KD*P、BBO 晶体用于二倍频实验也有少量的报道。532-266nm 的倍频晶体直接决定了四次谐波产生效率、光束质量。从近 20 多年来相关的报道来看，BBO、CLBO
本文编号：3142414
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