蓝光泵浦深紫外261nm连续激光器

时间:2021-10-18 16:51来源:PiPi 激光漫漫说作者:xuji 点击:
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摘要:深紫外连续激光器(300nm)广泛应用于拉曼光谱、荧光光谱、光学测试、杀菌灭活及半导体材料检测等领域。 传统这种类型激光器一般使用1um左右的基频光,通过四倍频得到。或者气体激光器的二倍频得到。转换效率低下,结构复杂,体积臃肿,晶体温控精度要求高,多需要配有体积较大的风冷或水冷系统,增加了功耗,不便于维护,难以集成在便携和手持设备中使用。 最近有

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深紫外连续激光器(<300nm)广泛应用于拉曼光谱、荧光光谱、光学测试、杀菌灭活及半导体材料检测等领域。

传统这种类型激光器一般使用1um左右的基频光,通过四倍频得到。或者气体激光器的二倍频得到。转换效率低下,结构复杂,体积臃肿,晶体温控精度要求高,多需要配有体积较大的风冷或水冷系统,增加了功耗,不便于维护,难以集成在便携和手持设备中使用。

最近有公司开发一种商业化的基于blue diode的小型固体激光器。它由一个444nm的Blue diode+掺镨激光晶体+二倍频晶体+耦合腔镜构成,输出>10mW。

  •  激光振荡器结构决定了较好的光斑模式。

X方向M2<6.5;Y方向M2<1.1.(推测和Blue diode快慢轴光束质量造成)

  •  444nm 泵浦光,使用镨晶体出522nm基频光输出,决定了较低的量子亏损和较好的波长稳定性及较窄的线宽。

输出波长温度稳定性:

522nm基频光输出谱线:(FWHM 0.42nm)

522nm基频光的模式和线宽决定了倍频效率及输出波长线宽:100pm

  • 激光器设计难点:

1. 镨激光晶体的吸收峰在444nm,吸收带宽1nm左右,要求在工作电流下泵浦光波长必须稳定在444nm。

半导体激光器芯片波长的控制具有一定的分布,比如808nm的LD基本上在808+/-3nm范围,温漂系数0.3nm/°C。可以通过热沉温度+/-10°C范围内调整到想要的波长位置。Blue diode 温漂系数0.09nm/°C,如果波长和808波长分布范围一致,则需要+/-30°C的温度调节范围,通过温控调节波长的可能性几乎为0。

一种可行的办法是人工挑选合适波长的的Blue diode。但是此种办法成本高昂,消耗时间。蓝光LD每年数百万支的数量销售到激光显示和照明行业,几乎没有蓝光LD厂家情愿配合挑选用量极少的泵浦产品。另外一种选择是,使用VBG将波长锁定在444附近或者类似以前灯泵激光器的方案,在激光晶体表面镀上444nm的带通膜。

2. 对于Nd YAG,Nd YVO4晶体而言,端泵会导致正的热透镜效应,而镨激光晶体产生的是负的热透镜效应,需要晶体表面或耦合镜片有一定曲率对热透镜效应进行补偿,以稳定腔体。

  • 261nm CW激光器的应用:

1. 杀菌灭活

261nm波长是病原体灭活的峰值波长。激光器亮度是深紫外LED或Hg灯的10000倍。高亮度有利于设计高效率的用于水、空气或物体表面的杀菌灭活系统结构。

2.半导体行业检测

深紫外波长理想的半导体材料缺陷检测和测量光源

3. 荧光光谱

深紫外波长可高效激发蛋白质和生物分子的自然荧光,提取生物信息。高亮度更有利于提高探测灵敏度和空间分辨率。

4.紫外拉曼光谱

深紫外、窄线宽、连续波特型理想的拉曼光谱光源。可提高测量精度、信噪比、灵敏度及空间分辨率。

【光粒网综合报道】( 责任编辑:xuji )
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