Astudiaeth Arbrofol ar Ultraviolet Dwfn 222 nm Pawb-Solet-State Laser
Roedd penodau blaenorol yn cynnig cynllun technegol ar gyfer cael laser cyflwr uwchfioled dwfn 222 nm i gyd a chynhaliwyd dadansoddiad manwl a thrafodaeth ar y paramedrau mewnol. Mae'r bennod hon yn llunio arbrofion yn seiliedig ar y cynllun technegol uchod. Yn gyntaf, cynhelir arbrofion optimeiddio o laser tonnau parhaus 457 nm-. O dan yr amod o gael pŵer uwch a gwell ansawdd trawst ar 457 nm, pennir maint y fan a'r lle pwmp a hyd braich y resonator. Yna, cynhelir arbrofion laser pwls 457 nm acousto-optig Q{-newid i gael yr amledd modiwleiddio sy'n rhoi'r pŵer brig uchaf o'r allbwn pwls 457 nm. Yn olaf, trwy ddewis hyd ffocal priodol ar gyfer y lens ffocws 457 nm, hyd grisial BBO addas, a'i leoliad, dilynir laser 222 nm effeithlonrwydd uchel a chryno.
5.1 Cynllun Arbrofol y Laser Cyflwr 222 nm Pawb-Solet-
5.1.1 Gosodiad Arbrofol y System Laser
Dangosir gosodiad arbrofol y laser uwchfioled dwfn 222 nm yn Ffigur 5.1. Mae'n mabwysiadu cyseinydd plyg siâp V gydag ail-genhedlaeth harmonig (SHG) a phedwerydd -cenhedlaeth harmonig (FHG) mewn-ceudod. Arae deuod laser wedi'i gyplu â ffibr yw ffynhonnell y pwmp, gydag uchafswm pŵer allbwn o 110 W. Trwy diwnio tymheredd, mae tonfedd ganolog y golau pwmp wedi'i alinio â thonfedd amsugno canolog Nd:YVO₄. Ar ôl pasio trwy system gwrthdaro a chanolbwyntio, mae'r golau pwmp yn cael ei ganolbwyntio i mewn i fan â radiws o 200 μm a'i chwistrellu i'r grisial Nd:YVO₄. Mae'r system gyplu yn cynnwys dwy lens plano-amgrwm gyda radiws crymedd R=10 mm a pholarydd 45 gradd.
Mae gan y grisial Nd:YVO₄ grynodiad dopio Nd³⁺ o 0.1 ar.%, gyda dimensiynau o 4 mm × 4 mm × 5 mm. Mae wyneb y pen chwith wedi'i orchuddio â haenau gwrth-fyfyrio ar 808 nm a 1064 nm, a gorchudd adlewyrchiad uchel ar 914 nm. Mae'r wyneb pen dde wedi'i orchuddio â haenau gwrth-fyfyrio ar 914 nm, 1064 nm, a 1342 nm. Mae'r grisial laser wedi'i lapio â ffoil indium ar ei wynebau ochr a'i osod ar sinc gwres copr wedi'i oeri gan oerydd dŵr sy'n cylchredeg. Er mwyn sicrhau digon o afradu gwres, rhaid i bedair wyneb ochr y grisial fod mewn cysylltiad thermol llawn â llif y dŵr oeri.
Mae drych concave plano M gyda radiws crymedd o 50 mm yn gwasanaethu fel y cyplydd allbwn. Mae ei wyneb ceugrwm wedi'i araenu â-adlewyrchiad uchel ar 914 nm a gwrth-adlewyrchiad ar 457 nm, 1064 nm, a 1342 nm; mae'r arwyneb gwastad wedi'i orchuddio â haenau gwrth-fyfyrio ar 457 nm, 914 nm, 1064 nm, a 1342 nm. Mae drych gwastad M₂ gyda radiws crymedd o 200 mm yn gweithredu fel y drych plygu, wedi'i araenu ag adlewyrchiad uchel ar 457 nm a 914 nm. Mae wyneb pen chwith y grisial Nd:YVO₄ (M₁), drych M, a drych M₂ yn ffurfio cyseinydd siâp V gydag ongl gynwysedig ≈ 10 gradd .
Mae switsh acwsto{0}}optig Q-yn cael ei fewnosod yn y fraich hir L₁ a ffurfiwyd gan M₁ ac M. Mae grisial LBO ar gyfer ail{3}}genhedlaeth harmonig yn cael ei osod yn y fraich fer a ffurfiwyd gan M ac M₂, wedi'i leoli tua 1 mm o'r drych plygu M₂. Mae gan y grisial LBO ddimensiynau o 4 mm × 4 mm × 15 mm, gyda'r ddau wyneb pen wedi'u gorchuddio â haenau gwrth-fyfyrio ar 457 nm, 914 nm, a 1064 nm.
Y donfedd sylfaenol osgiliadol yn y cyseinydd yw 914 nm. Ar ôl dyblu amledd yn y grisial LBO, mae golau 457 nm yn pendilio yn y fraich fer ac yn cael ei allbwn trwy'r drych plano - ceugrwm M. Mae M₃ yn lens ffocws ar gyfer 457 nm, wedi'i gorchuddio â gorchudd gwrth-fyfyrio ar 457 nm. Mae grisial BBO ar gyfer pedwerydd{9}}genhedlaeth harmonig yn cael ei osod ger y ffocws, gyda'r ddau wyneb pen wedi'u gorchuddio â haenau gwrth-fyfyrio ar 457 nm a 222 nm. Mae'r laser uwchfioled 222 nm yn cael ei gynhyrchu trwy ddyblu amlder yn y grisial BBO a'i wahanu oddi wrth y golau 457 nm gweddilliol gan brism deucroig M₄.
Ffigur 5.1Gosodiad arbrofol o'r system gyplu optegol laser uwchfioled dwfn 222 nm 1-; 2-Modwl sinc gwres copr gyda grisial Nd:YVO₄ wedi'i lapio; 3-Acousto-optig Q-switsh; 4-Allbwn drych M; Modiwl grisial 5-LBO; Drych 6-Plyg M₂; 7-457 nm lens canolbwyntio M₃; Grisial 8-BBO; Prism gwahanu 9-Dichroic.
5.1.2 Dulliau Mesur Paramedr Laser
Tonfedd LaserMae tonfedd yr allbwn yn cael ei fesur gan ddefnyddio sbectromedr Ocean HR4000CG-UV-NIR, sy'n gorchuddio'r amrediad tonfedd o 200–1100 nm gyda chydraniad o 0.75 nm (FWHM). Dangosir y ddyfais ffisegol yn Ffigur 5.2. Yn ystod y mesuriad, mae'r trawst laser yn cael ei adlewyrchu neu ei wanhau gan hidlwyr dwysedd niwtral cyn mynd i mewn i'r stiliwr sbectromedr, a darllenir y donfedd o'r arddangosfa.
Ffigur 5.2Ffotograff o sbectromedr Ocean HR4000CG-UV-NIR
Cyfradd Ailadrodd Laser(Heb ei newid, yr un peth â'r gwreiddiol)
Lled Pwls Laser(Heb ei newid, yr un peth â'r gwreiddiol)
Pŵer Peak Laser(Heb newid, yr un peth â'r gwreiddiol; mae mesuryddion pŵer yn dal yn berthnasol ar gyfer mesuriad 222 nm gyda gwanhad priodol)
