Etude des caractéristiques thermiques du laser ultraviolet profond 266 nm généré par le cristal BBO - 02

Configuration expérimentale

Afin d'obtenir un laser ultraviolet profond de 266 nm avec un rendement élevé et un fonctionnement stable, cet article a construit un dispositif de génération de laser ultraviolet profond de 266 nm entièrement à l'état solide, comme le montre la figure 1, qui consiste en un laser entièrement solide à décharge en cavité. état Sd:YVO₄Laseuh, un système à double fréquence et un système à quadruple fréquence.

Fig. 1 Configuration expérimentale du laser DUV entièrement solide de 266 nm

Le Nd entièrement solide:YVO₄le laser proche infrarouge est utilisé comme source de lumière à fréquence fondamentale pour générer le laser ultraviolet profond de quatrième harmonique de 266 nm, et sa cavité résonante adopte une structure de cavité à ondes stationnaires plan-convexe. Afin de ralentir efficacement l'effet thermique de perte quantique du cristal de gain, un laser à semi-conducteur avec une longueur d'onde centrale de 888 nm est sélectionné comme source de pompe, et son faisceau de sortie est collimaté et focalisé sur le milieu de gain Nd.:YVO₄cristal à travers un système de télescope composé de lentilles avec des longueurs focales (f1, f2) de 30 mm et 80 mm respectivement, pour obtenir une correspondance de mode entre le laser de pompe et la cavité résonante. Afin d'atténuer l'effet thermique de la face avant du cristal, le cristal de gain utilise un YVO₄+Nd:YVO₄(www.wisoptic.com)cristal lié d'une taille de 3 mm × 3 mm × (3 + 20) mm, et la fraction atomique des ions néodyme est de 0,8 %. Les deux extrémités du cristal sont recouvertes d'un traitement antireflet de 888/1064 nm(AR)film et refroidi avec un système de circulation d’eau. Le miroir d'entrée M1 utilise un miroir plan-convexe avec un rayon de courbure de 700 mm et est recouvert d'un film de 888 nm.RAfilm et un film haute réflexion de 1064 nm(HEURE)film; le miroir à cavité M2 est un miroir plan recouvert d'un rayonnement de 888 nmRAfilm et un 1064 nmHEUREfilm; le miroir à cavité M3 utilise un miroir plan recouvert d'un 1064 nmHEUREfilm, et un polariseur à couche mince (TFP) à 45 ° 1064 nm est utilisé comme miroir de sortie de la cavité résonante. Un cristal électro-optique BBO (BBO Q-switch, www.wisoptic.com)et une plaque quart d'onde (QWP) ont été insérées entre TFP et M3. La tension appliquée aux deux extrémités du BBO Q-switcha été ajusté pour modifier la transmission du miroir de sortie TFP. Enfin, une opération stable de dumping de cavité a été obtenue sous une charge haute tension de 3,6 kV, et le TFP a produit une source lumineuse à fréquence fondamentale de 1 064 nm polarisée horizontalement.

Le laser de 1 064 nm est façonné et focalisé dans le cristal à double fréquence par la lentille f3 (la distance focale est de 150 mm), générant la deuxième lumière verte harmonique de 532 nm. Afin d'obtenir un effet de marche plus faible et une efficacité double fréquence plus élevée,untaperI phase non critique adaptéeLe cristal LBO (www.wisoptic.com) était utilisé pour êtrela double fréquencemoyen.TL'angle de coupe du cristal est θ = 90°, φ = 0°, la taille est de 3 mm × 3 mm × 20 mm et les deux extrémités du cristal sontAR enduit à1064/532 nm. Dans l'expérience, le cristal LBO est placé dans un four à cuivreavectempérature constantelequelcontenirsun appareil de chauffage et un capteur de température, et chauffé à 148,5 ℃, avec une précision de contrôle de température de ±0,01 ℃.

Une fois que le laser de 532 nm est séparé de la lumière de fréquence fondamentale de 1 064 nm par le miroir dichroïque (DM) de 1 064/532 nm, il est agrandi et façonné par un système de télescope composé de lentilles f4 et f5 (focales de -50 mm et 100). mm, respectivement) et injectés dans le cristal BBO pour quadrupler. Dans le même temps, afin de faciliter l’expérience, une plaque demi-onde (HWP) est utilisée conjointement avec un séparateur de faisceau de polarisation (PBS) pour ajuster la puissance du laser de 532 nm entrant dans le cristal BBO. Tout en assurant la transmission du laser ultraviolet profond de 266 nm, afin d'augmenter le seuil de dommage du système de film, le cristal BBO est recouvert d'un film protecteur ultraviolet de 266 nm aux deux extrémités. La taillede laadaptation de phase critique de type ICristal BBOest de 5 mm × 5 mm × 4 mm, et l'angle de coupeestθ=47,7°,φ=0° (température ambiante). Dans l'expérience, afin d'ajuster avec précision l'angle et la température du cristal BBO, il est également placé dans le four à cuivre.puis fixé sur la table rotative tridimensionnelle. Enfin, le laser ultraviolet profond de 266 nm généré passe à travers deux filtres DM de 532/266 nm pour éliminer le faisceau résiduel du laser de 532 nm, et sa puissance de sortie est mesurée à l'aide d'un wattmètre.