紫外激光器分類
發(fā)布時間：2019-08-13 17:20
紫外激光器分類
紫外激光器分類：
固體紫外激光器
固體紫外激光器按泵浦方式分為氙燈泵浦紫外激光器、氪燈泵浦紫外激光器以及新型的激光二極管泵浦全固態(tài)激光器。固體紫外激光器光電轉換效率一般較低，而LD全固態(tài)紫外激光器則具有效率高、重頻高、性能可靠、體積小、光束質量較好及功率穩(wěn)定等特點。
由于紫外光子能量大，難以通過外激勵源激勵產(chǎn)生一定高功率的連續(xù)紫外激光，故實現(xiàn)紫外連續(xù)波激光一般是應用晶體材料非線性效應變頻方法產(chǎn)生。全固態(tài)紫外激光譜線產(chǎn)生的方法一般有兩種，一是直接對紅外全固體激光器進行腔內(nèi)或腔外3倍頻或4倍頻來得到紫外激光譜線；二是先利用倍頻技術得到二次諧波然后再利用和頻技術得到紫外激光譜線。前一種方法有效非線性系數(shù)小，轉換效率低，后一種方法由于利用的是二次非線性極化率，轉換效率比前一種高很多。晶體倍頻可實現(xiàn)連續(xù)紫外激光，其光束形狀為高斯型，所以光斑呈圓形，能量從中心到邊緣逐漸下降。由于波長短和光束質量限制，光束可以聚焦在10微毫米量級范圍。
氣體紫外激光器
紫外激光器分類氣體激光器包括以脈沖方式工作的準分子激光器、以連續(xù)方式工作的離子激光器和氦-鎘激光器以及金屬蒸氣紫外激光器。氣體紫外激光器的波長依賴于所使用的氣體混合物類型。
準分子激光器是一種脈沖激光器，產(chǎn)生的光束呈非矩形，光束截面強度大致均勻且光斑邊緣陡，其輸出可使用掩膜技術來產(chǎn)生不同幾何形狀的光斑，也可使用全息術來產(chǎn)生具體的光束能量圖樣。準分子激光的產(chǎn)生可分3個過程，即：激光氣體的激勵過程、準分子生成反應過程和準分子解離過程。其激勵方式有電子束激勵、放電激勵、光激勵、微波激勵和質子束激勵等。不同活性物質產(chǎn)生不同波長的準分子激光，一般為紫外、遠紫外和真空紫外波段。準分子激光器是二氧化碳激光器和YAG激光器之后的新一代激光器。其所發(fā)出的紫外短脈沖激光具有波長短、光子能量高等優(yōu)點。常用的準分子激光器有ArF、KrCl、KrF等。激光脈沖頻率一般在10~100Hz，有些特殊用途的能夠達到1000Hz，平均功率一般在10~100W，脈沖寬度一般在ns量級。
金屬蒸氣紫外激光器主要指銅蒸氣紫外激光器，它產(chǎn)生波長為511nm和578nm的光，利用混頻和倍頻則可產(chǎn)生波長為255nm，271nm和289nm的紫外輻射。激光器光束分布服從高斯分布。
半導體激光二極管
20世紀80年代中期以來，半導體制造技術的發(fā)展以及與激光技術的結合，催生了半導體激光二極管，這類兼具半導體和激光器特性的激光源，具有更高的峰值功率和較低的能耗，且它的發(fā)射脈寬也較窄，本身不需要溫度和光學補償，比傳統(tǒng)的發(fā)射光源具有明顯的優(yōu)勢，并成為中紫外波段AlGaN發(fā)展的重點方向。因為該波段紫外輻射的激發(fā)效率最高，其輸出效率也比較高。
為了使紫外線輻射源更為實用化，半導體紫外二極管發(fā)展的一個方向是大幅縮小現(xiàn)有紫外激光器及其電源的體積和功耗，另一個方向是開發(fā)發(fā)射波長為280nm、功耗小于10mW的發(fā)光二極管以及發(fā)射波長為340nm、功耗小于25mW的激光二極管。
