単一のゲイン媒体が589 nmのレーザー出力を取得

1980年代、KTP非線形材料の出現とLDポンプ技術の適用により、非線形周波数変換技術の開発が可能になりましたが、安定性の理由により、開発はまだ比較的遅いです。 1990年代初頭、一部の研究者は、Nd3 +をドープしたレーザーゲイン媒体の多波長発振条件と出力特性を研究し始めました。共振器のパラメータを制御することにより、複数波長の同時動作が実現でき、多波長発振条件が与えられます。理論モデル。

これは、単一の利得媒体を使用して共振空洞内の2つの波長で同時に動作し、和周波数技術を使用して黄色の光源を取得する非常に一般的な方法です。最も一般的な方法は、4F3 / 2-4I11 / 2のNd∶YAGクリスタルを使用することです。そして、4F3 / 2-4I13 / 2遷移線が同時に発振して周波数が変化し、589nmの黄色レーザーが得られます。 1994年に、MBダナロフら。は黄色の光源を生成する新しい方法を報告し（レーザーの波長はナトリウムD2a線と共鳴する可能性があります）、主にNd：YAGレーザーの空洞内および黄色の光放射出力の周波数形成のための可能性を研究しました。この設計の利点は、キャビティ内の合計周波数の電力密度が高く、設計がコンパクトであることです。合計周波数水晶としてLNを使用すると、30 Jのポンプ出力で、50〜100 mJの黄色の光出力を得ることができます。 2004年に長春光学機械工の嘉福強、武意拳、正泉などは、Nd：YAGレーザーをデュアルで動作させたときの2つの基本周波数に対する出力ミラーの透過率の関係を理論的に分析および計算しました。波長。波長の協調を前提として、より大きなゲインでスペクトル線の透過率を適切に低減することにより、より高い共振器内および周波数効率の理論モデルを得ることができ、実験的に確認できます。実験では、2WレーザーダイオードエンドポンプNd：YAGを使用して、1064 nmと1319 nmでの2波長連続動作を実現しました。出力ミラーの透過率を最適化した後、クラスIの重要な位相整合と周波数水晶をキャビティLBOに追加し、出力20mWの589nm黄色レーザーを取得しました。 2010年、南京大学の固体微細構造物理学の国家主要研究所は、多波長発振Nd：YAG Qスイッチレーザーと周期偏光結晶LiTaO3に基づく黄色レーザーを報告しました。 589nmでの最大出力電力は506mWで、対応する変換効率は5.5％です。共振空洞内で2つの波長で発振する単一利得媒質の一般的に使用される簡略化されたモデルを図2および図3に示します。




このタイプの共振空洞には、シンプルでコンパクトな構造という利点があり、産業開発に適し、数十ミリワットから数百ミリワットの出力を達成できます。しかし、この種のデバイスはコーティングに関して非常に厳しい要件があるだけでなく、基本周波数の光パワーとパルス時間領域の厳密なマッチングを制御することも困難であり、その結果、ある程度のパワーの無駄が生じます。黄色の光を出力している間、一定量の未使用の赤外線も含まれます。光は変換効率を向上させる助けにはならず、黄色光レーザーの平均出力を1W以上に到達させることは困難であるため、この方法では高出力の黄色光レーザー出力を得ることが困難です。