Προοπτικές εφαρμογής του λέιζερ 222 nm στον τομέα της κατασκευής φωτονικών συσκευών 3

Nov 05, 2025

Αφήστε ένα μήνυμα

Προοπτικές εφαρμογής του λέιζερ 222 nm στον τομέα της κατασκευής φωτονικών συσκευών 3
Electro-Optic Q-Τεχνολογία μεταγωγής

Η δομή ενός λέιζερ με ηλεκτρο-οπτική μεταγωγή Q- φαίνεται στο Σχήμα 1.9. Ο διακόπτης ηλεκτρο-οπτικής Q- χρησιμοποιεί έναν ηλεκτρο-οπτικό διαμορφωτή (ηλεκτρο-οπτικό διακόπτη Q-) για τον έλεγχο της απώλειας κοιλότητας. Όταν εφαρμόζεται τάση στον ηλεκτρο-οπτικό διαμορφωτή, το ηλεκτρικό{{10}οπτικό φαινόμενο (φαινόμενο Pockels) διαμορφώνει την κατάσταση πόλωσης του φωτός. Επιπλέον, η τοποθέτηση ενός πολωτή ή διαχωριστή δέσμης πόλωσης στην κοιλότητα συντονισμού επιτρέπει τον έλεγχο της απώλειας ταλάντωσης του λέιζερ. Έτσι, η ηλεκτρο-οπτική μεταγωγή-Q{14}}επιτυγχάνει μεταγωγή Q-που ενεργοποιείται από ένα ηλεκτρικό σήμα, δημιουργώντας έτσι παλμούς λέιζερ. Για εφαρμογές που απαιτούν ακριβή βαθιά-έξοδο UV, όπως π.χΠωλείται φως UVC 222 nm μακριά, αυτή η τεχνολογία εξασφαλίζει σταθερό έλεγχο παλμών.

200W 222nm

Εικόνα 1.9Δομή λέιζερ ηλεκτρο-οπτικής Q-μεταγωγής (κάτοπτρο, κρύσταλλος λέιζερ, πολωτής, ηλεκτρο-οπτικός διακόπτης Q-, κάτοπτρο εξόδου).

Η συσκευή που ρυθμίζει την κατάσταση πόλωσης του φωτός χρησιμοποιώντας το φαινόμενο Pockels ονομάζεται κυψέλη Pockels. Η δομή ενός κελιού Pockels φαίνεται στο Σχήμα 1.10. Μια κυψέλη Pockels όπου η κατεύθυνση του ηλεκτρικού πεδίου είναι παράλληλη με την κατεύθυνση της ταλάντωσης του λέιζερ ονομάζεται διαμήκης συσκευή. ένα όπου το ηλεκτρικό πεδίο είναι κάθετο στην κατεύθυνση της ταλάντωσης του λέιζερ ονομάζεται εγκάρσια διάταξη. Σε μια διαμήκη συσκευή, η απόσταση των ηλεκτροδίων είναι ανεξάρτητη από το μέγεθος του καθαρού ανοίγματος και η απαιτούμενη τάση είναι επίσης ανεξάρτητη από το άνοιγμα, καθιστώντας την κατάλληλη για την κατασκευή κυψελών Pockels μεγάλων-ανοιγμάτων. Σε μια εγκάρσια συσκευή, η απόσταση των ηλεκτροδίων εξαρτάται από το μέγεθος του ανοίγματος, επομένως δεν είναι κατάλληλη για κελιά Pockels με μεγάλο-διάφραγμα, αλλά μπορεί να μειώσει την τάση σε κάποιο βαθμό σε εφαρμογές μικρού-διαφράγματος.

Εικόνα 1.10Δομή των κυττάρων της τσέπης(α) Διαμήκης διάταξη (ηλεκτρο-οπτικό υλικό, ηλεκτρικό σήμα) (β) Εγκάρσια συσκευή (ηλεκτρο-οπτικό υλικό, ηλεκτρικό σήμα)

Βαθιά υπεριώδης ακτινοβολία 222 nm στερεάς-Τεχνολογία λέιζερ κατάστασης

Η τάση που εφαρμόζεται σε ένα στοιχείο Pockels που παράγει διαφορά φάσης π μεταξύ του φωτός εξόδου και εισόδου ονομάζεται μισή-τάση κύματος (λ/2 τάση), που τυπικά κυμαίνεται από εκατοντάδες έως χιλιάδες βολτ. Η τάση που παράγει διαφορά φάσης π/2 ονομάζεται τάση κύματος τετάρτου{4} (τάση λ/4). Η εφαρμογή αυτών των τάσεων σε μια κυψέλη Pockels αποφέρει αποτελέσματα ισοδύναμα με τις αντίστοιχες κυματοπλάκες. Σε έναν ηλεκτρο-οπτικό διακόπτη Q-, η εισαγωγή ενός διαχωριστή πόλωσης δέσμης και η εφαρμογή τάσης κύματος ενός τετάρτου{10}}αναγκάζει το φως να περάσει μέσα από την κυψέλη Pockels δύο φορές σε μια διαδρομή μετ' επιστροφής, περιστρέφοντας την κατεύθυνση πόλωσης κατά 90 μοίρες . Στη συνέχεια, ο διαχωριστής πολωτικής δέσμης εμποδίζει τη διάδοση του φωτός, μεταβάλλοντας έτσι την απώλεια κοιλότητας. Αυτή η αρχή είναι κρίσιμη για τη δημιουργία παλμών υψηλής-αιχμής-μακρινό φως UVC 222 nm Amazonσυμβατά συστήματα απολύμανσης.

222 nm excimer lamp 2

Πολλοί κρύσταλλοι χρησιμοποιούνται για την κατασκευή ηλεκτρο-οπτικών διακοπτών Q-:

Για παράδειγμα,LiNbO3Οι κρύσταλλοι έχουν μικρές διακυμάνσεις στους πιεζοηλεκτρικούς συντελεστές και ένα ευρύ φάσμα προσαρμογής θερμοκρασίας (−50 έως 60 μοίρες), γεγονός που τους καθιστά ευρέως χρησιμοποιούμενους σε στρατιωτικές εφαρμογές.

KD2PO4 (KD*P)καιKDPείναι εμπορικά κοινοί κρύσταλλοι. Οι διαμήκεις συσκευές χρησιμοποιούνται συνήθως για την εξάλειψη των εφέ-αποχώρησης. Ο πιεζοηλεκτρικός συντελεστής του KDP είναι-ευαίσθητος στη θερμοκρασία, είναι επιρρεπής σε εκπόλωση λόγω θερμικά επαγόμενης διπλής διάθλασης, η οποία μπορεί να αντισταθμιστεί χρησιμοποιώντας έναν στροφέα πόλωσης και δύο ηλεκτρο-οπτικούς κρυστάλλους.

LGSκαι οι μη γραμμικοί κρύσταλλοι προσφέρουν πλεονεκτήματα, όπως αντίσταση στη λιποθυμία και ευρείες ζώνες μετάδοσης, παρουσιάζοντας μεγάλες δυνατότητες για την κατασκευή ηλεκτρο-οπτικών διακοπτών Q-Φως 222 nmπηγές.

222 nm excimer lamp

Περιοδικά πολωμένο νιοβικό λίθιο (PPLN)Οι κρύσταλλοι μπορούν να λειτουργήσουν ως ισοδύναμοι διαμορφωτές Bragg. Ως συσκευές μεταγωγής Q-, διαθέτουν χαμηλή τάση (<200 V) and repetition rates up to 10 kHz, but their damage threshold needs improvement.

Επί του παρόντος, οι παραδοσιακοί ηλεκτρο-οπτικοί κρύσταλλοι περιορίζονται σε ρυθμούς επανάληψης γενικά κάτω από 10 kHz λόγω παραγόντων όπως η αγωγιμότητα και οι ηλεκτρο-οπτικοί συντελεστές. Οι αναδυόμενοι κρύσταλλοι όπως το PPLN είναι ανώριμοι και δεν μπορούν να διατηρήσουν τη συνεχή λειτουργία υψηλής ισχύος. Ωστόσο,RTP, BBO, καιLGSμπορεί να επιτύχει υψηλούς ρυθμούς επανάληψης (της τάξης των 100 kHz): Το RTP έχει μεγάλο ηλεκτρο-οπτικό συντελεστή και ένα τέταρτο-τάση κύματος μόνο 1 kV. Το BBO έχει έναν μικρό ηλεκτρο-οπτικό συντελεστή και ένα τέταρτο-τάση κύματος έως 3 kV. Το LGS παρουσιάζει σημαντική οπτική δραστηριότητα, περιπλέκοντας την κατασκευή.

Πίνακας 1.6Σύγκριση απόδοσης πολλών κοινών κρυστάλλων για ηλεκτρο-οπτικές συσκευές μεταγωγής Q- [99−100]

 

Κρύσταλλο Φόντα Μειονεκτήματα
Νιοβικό λίθιο (LiNbO3) Υψηλή μετάδοση και αναλογία κατάσβεσης, χαμηλή μισή-τάση κύματος, μικρή διακύμανση στον πιεζοηλεκτρικό συντελεστή Δύσκολη η ανάπτυξη μεγάλων κρυστάλλων, παρουσιάζει πιεζοηλεκτρικό κουδούνισμα, χαμηλό όριο ζημιάς (10–50 MW/cm²)
Διόξινο φωσφορικό κάλιο (KDP) [101] Υψηλός ηλεκτρο-οπτικός συντελεστής και υψηλό κατώφλι ζημιάς Λεπτό, πιεζοηλεκτρικός συντελεστής εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη θερμοκρασία-(π.χ. 80 V/ μοίρα @ 1,06 μm)
Δευτερισμένο δισόξινο φωσφορικό κάλιο (KD*P) Υψηλός ηλεκτρο-οπτικός συντελεστής και υψηλό κατώφλι ζημιάς Διαρρέων
Τιτανυλοφωσφορικό κάλιο (KTP) Υψηλός ηλεκτρο-οπτικός συντελεστής και υψηλό κατώφλι ζημιάς, χωρίς πιεζοηλεκτρικό κουδούνισμα Επιρρεπής σε γκρίζο-φαινόμενο και βλάβη κομματιού
Β-βορικό βάριο (BBO) [102] Χωρίς πιεζοηλεκτρικό κουδούνισμα, υψηλό όριο ζημιάς, επιτρέπει τη λειτουργία υψηλού-επανάληψης- Δύσκολη η ανάπτυξη μεγάλων κρυστάλλων, μικρός ηλεκτρο-οπτικός συντελεστής
Ρουβίδιο τιτανυλοφωσφορικό (RTP) Μεγάλος ηλεκτρο-οπτικός συντελεστής, υψηλό όριο ζημιάς, χωρίς πιεζοηλεκτρικό κουδούνισμα, επιτρέπει τη λειτουργία υψηλού-επανάληψης- Δύσκολη η ανάπτυξη μεγάλων κρυστάλλων, απαιτεί δύο κρυστάλλους για την αντιστάθμιση της διπλής διάθλασης
Πυριτικό γάλλιο λανθάνιο (LGS) [103−104] Η υψηλή διαπερατότητα σε ένα ευρύ φάσμα μήκους κύματος, μπορεί να αναπτύξει μεγάλους κρυστάλλους Σημαντική οπτική δραστηριότητα, πολύπλοκη κατασκευή ηλεκτρο-οπτικής συσκευής

Acousto-Optic Q-Τεχνολογία μεταγωγής

Ο μηχανισμός της μεταγωγής ακουστικού-οπτικής Q- περιλαμβάνει υπερηχητικά κύματα που διαδίδονται μέσω ενός ακουστικού-οπτικού μέσου για να εκτρέψουν την ακτίνα λέιζερ, ελέγχοντας έτσι την απώλεια της κοιλότητας. Η δομή ενός ακουστικού-οπτικού λέιζερ μεταγωγής Q- φαίνεται στο Σχήμα 1.11. Σε σύγκριση με την ηλεκτρο-οπτική μεταγωγή-, απαιτεί μόνο έναν ακουστικό-οπτικό διαμορφωτή (acousto-optic Q-διακόπτης) για την επίτευξη διαμόρφωσης παλμού, με αποτέλεσμα μια πιο συμπαγή δομή ιδανική για ενσωματωμένηΦως UVC 222nmσυστήματα.

Εικόνα 1.11Δομή acousto-optic Q-switched laser (καθρέφτης, κρύσταλλος λέιζερ, acousto-optic Q-διακόπτης, κάτοπτρο εξόδου).

Η δομή και η αρχή λειτουργίας ενός τυπικού ακουστικού-οπτικού διαμορφωτή απεικονίζονται στο Σχήμα 1.12:

Ο κρύσταλλος είναι τυπικάλιωμένο χαλαζίαήγυαλί τελουρίτη, με αντιανακλαστικές επιστρώσεις στις οπτικές όψεις.

Ο ηλεκτρο-ακουστικός μετατροπέας μετατρέπει ένα ηλεκτρικό σήμα υψηλής-συχνότητας σε υπερηχητικά κύματα, προκαλώντας περιοδικές διακυμάνσεις στον δείκτη διάθλασης του ακουστικού-οπτικού μέσου, σχηματίζοντας ένα πλέγμα ισοδύναμου όγκου.

Όταν ικανοποιείται η συνθήκη περίθλασης Bragg, το λέιζερ διαθλάται, με αποτέλεσμα υψηλή απώλεια κοιλότητας και χαμηλή τιμή Q-, αποτρέποντας την ταλάντωση του λέιζερ. Μετά την αφαίρεση του ακουστικού πεδίου, η απώλεια κοιλότητας μειώνεται γρήγορα, σχηματίζοντας έναν παλμό λέιζερ. Η περιοδική διαμόρφωση της τιμής Q- παράγει παλμική έξοδο λέιζερ.

Εικόνα 1.12Δομή και αρχή λειτουργίας ενός τυπικού ακουστικού-οπτικού διαμορφωτή(α) Απενεργοποίηση RF (δέσμη εισόδου, μετατροπέας, απορροφητής, δέσμη περίθλασης) (β) ραδιοσυχνότητα ενεργή (δέσμη εισόδου, μετατροπέας, ακουστικό κύμα, απορροφητής, δέσμη περίθλασης)

Στη μεταγωγή acousto-οπτικής Q-, η απώλεια κοιλότητας μονής-πέρας είναι περίπου 50%, και η απώλεια μετ' επιστροφής-είναι περίπου 75%. Οι συχνότητες υπερήχων φτάνουν της τάξης των 100 MHz, με τον ηλεκτρο-ακουστικό μετατροπέα να κινείται από σήματα ραδιοσυχνοτήτων- επιπέδου watt. Οι μεγάλοι διαμορφωτές απαιτούν ισχύ RF ~ 10 W και ψύξη νερού. Οι κρύσταλλοι με υψηλούς οπτικούς συντελεστές-ελάστου μπορούν να μειώσουν την ισχύ ραδιοσυχνοτήτων, αλλά έχουν χαμηλότερα όρια οπτικής βλάβης από τον λιωμένο χαλαζία. Η μία πλευρά του κρυστάλλου είναι συνήθως εξοπλισμένη με έναν ακουστικό απορροφητή για τη διατήρηση της διάδοσης του ακουστικού κύματος που ταξιδεύει{15}. Η γωνία εκτροπής της δέσμης στη μεταγωγή ακουστικού-οπτικής Q-είναι περίπου 5 μοίρες και ο μέγιστος ρυθμός επανάληψης λέιζερ μπορεί να φτάσει το επίπεδο MHz-που είναι κατάλληλο για υψηλή-ταχύτηταΠωλείται φως UVC 222 nm μακριάεφαρμογές.

222 nm far uvc light amazon

Παθητική Q-Τεχνολογία μεταγωγής

Η παθητική μεταγωγή-Q χρησιμοποιεί έναν κορεσμένο απορροφητή για τον έλεγχο της απώλειας κοιλότητας, με την οπτική μετάδοση να ποικίλλει ανάλογα με την απορροφούμενη ένταση λέιζερ. Η δομή ενός παθητικού λέιζερ με μεταγωγή Q- παρουσιάζεται στο Σχήμα 1.13, που απαιτεί μόνο έναν κορεσμένο κρύσταλλο απορροφητή, καθιστώντας το την απλούστερη διαμόρφωση για συμπαγήμακρινό φως UVC 222 nm Amazonενότητες.

Οι κορεσμένοι απορροφητές χωρίζονται σε μεταδοτικού τύπου (η μετάδοση αυξάνεται με την οπτική ισχύ) και σε ανακλαστικό τύπο (η ανάκλαση αυξάνεται με την οπτική ισχύ). Η διαδικασία εργασίας μιας τυπικής συσκευής μετάδοσης: αρχικά, η μετάδοση είναι χαμηλή, οδηγώντας σε υψηλή απώλεια κοιλότητας. Καθώς αυξάνεται η ταλάντωση του λέιζερ και αυξάνεται η οπτική ισχύς, η διαπερατότητα αυξάνεται σε κορεσμό, μειώνοντας την απώλεια κοιλότητας και δημιουργώντας παλμό λέιζερ. μετά την εκπομπή παλμού, η ισχύς της εσωτερικής κοιλότητας μειώνεται και η μετάδοση μειώνεται επίσης, ολοκληρώνοντας έναν κύκλο μεταγωγής Q-.

Εικόνα 1.13Παθητικό λέιζερ μεταγωγής Q- (κάτοπτρο, κρύσταλλος λέιζερ, κρύσταλλος απορρόφησης κορεσμού, καθρέφτης εξόδου).

Οι κοινοί κορεσμένοι απορροφητές περιλαμβάνουνCr4⁺:YAG, V3⁺:YAG, SESAM, γυαλί θειούχου μολύβδου με βάση κβαντική-κουκκίδα-, επικαλύψεις γραφίτη και νανοσωλήνες άνθρακα με ένα-μονό τοίχωμα. Τα δύο τελευταία χρησιμοποιούνται συνήθως για παθητικό κλείδωμα-.

Σύγκριση και επιλογή διαφορετικών μεθόδων εναλλαγής Q-

 

Διάσταση σύγκρισης Electro-Optic Q-Switching Acousto-Optic Q-Εναλλαγή Παθητική Q-Εναλλαγή
Πλάτος παλμού Αρκετά νανοδευτερόλεπτα ~10 ns (βελτιστοποιήσιμο σε λίγα ns) Εξαρτάται από την ένταση του κέρδους λέιζερ, δεν μπορεί να ελεγχθεί ενεργά
Απαιτήσεις Drive Υψηλή τάση μετάδοσης κίνησης Κίνηση σήματος RF, χωρίς υψηλή τάση Δεν απαιτείται ισχύς κίνησης
Ρυθμός επανάληψης Γενικά < 100 kHz Εύκολα > 100 kHz, ακόμη και 1 MHz Εξαρτάται από την ένταση του κέρδους λέιζερ
Απαίτηση πόλωσης Απαιτεί τροποποίηση της πόλωσης λέιζερ Δεν απαιτείται πόλωση Κανένας
Δομική πολυπλοκότητα Σχετικά πολύπλοκο Συμπαγής Το πιο απλό
Κόστος Πιο ψηλά Πλεονέκτημα κόστους Χαμηλός
Παλμική ενέργεια Σχετικά ψηλά Μέσον Χαμηλότερος

Συνοπτικά, ο διακόπτης acousto-optic Q-switching είναι πιο κατάλληλος για λέιζερ χαμηλής- έως μέσης-ισχύς, συμπεριλαμβανομένων αυτών που παράγουνΦως 222 nmγια απολύμανση. Αυτό το βιβλίο επιλέγει έναν ακουστικό-οπτικό διακόπτη Q- ως λύση μεταγωγής Q- για το σύστημα λέιζερ.

Μη γραμμική συχνότητα-Διπλασιασμός κρυστάλλων

Η μη γραμμική μετατροπή οπτικής συχνότητας βασίζεται στην αλληλεπίδραση μεταξύ φωτός και ύλης, παράγοντας μη γραμμικά εφέ δεύτερης-τάξης, όπως δεύτερης αρμονικής γενιάς (SHG), αθροίσματος-παραγωγής συχνότητας (SFG), διαφοράς-δημιουργίας συχνότητας (DFG) και οπτικής ανόρθωσης (OR). Μεταξύ αυτών, η SHG είναι η πιο κοινή εφαρμογή: δύο φωτόνια μήκους κύματος λ συνδυάζονται μη γραμμικά για να παράγουν ένα φωτόνιο μήκους κύματος λ/2-απαραίτητο για τη δημιουργίαΦως UVC 222nmαπό τα θεμελιώδη στοιχεία 444 nm.

Μη γραμμική συχνότητα υπεριώδους λέιζερ-Διπλασιασμός κρυστάλλων

Η Κίνα έχει επιτύχει σημαντική πρόοδο στους μη γραμμικούς κρυστάλλους υπεριώδους ακτινοβολίας. Τα ακόλουθα είναι συνήθως χρησιμοποιούμενοι κρύσταλλοι:

LBO (LiB3O5, τριβορικό λίθιο): Developed by the Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Chinese Academy of Sciences. Transmission range: 160–2600 nm; easy to grow (>Δυνατότητα κρυστάλλων 5 cm³). ευρεία γωνία αποδοχής, υψηλή οπτική ομοιογένεια, χαμηλή βάδιση-απενεργοποίηση. αντιστοίχιση φάσης με δυνατότητα συντονισμού κατά γωνία ή θερμοκρασία. υψηλό κατώφλι ζημιάς, μη-διαλυτικό. Χρησιμοποιείται ευρέως σε λέιζερ υψηλής-μέσης- ισχύος για SHG, THG, τέταρτη αρμονική γενιά (FOHG), SFG και DFG.

BBO (-BaB2O4, β-βορικό βάριο): Αναπτύχθηκε από το Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Κινεζική Ακαδημία Επιστημών. Εύρος μετάδοσης: 190–2500 nm; υψηλό κατώφλι ζημιάς, καλή σταθερότητα θερμοκρασίας, ευρεία ζώνη αντιστοίχισης φάσης-, μεγάλη διπλή διάθλαση, χαμηλή διασπορά. αλλά μικρή γωνία αποδοχής, μεγάλο βάδισμα-απενεργοποιημένο, ελαφρώς σβησμένο (απαιτεί προστασία επίστρωσης). Βιομηχανικά χρησιμοποιείται ευρέως σε υπεριώδη λέιζερ για SHG, THG, FOHG, SFG και DFG, συμπεριλαμβανομένωνΦως 222 nmσυστήματα.

222 nm far uvc light for sale

CBO (CsB3O5, τριβορικό καίσιο): Αναπτύχθηκε από το Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Κινεζική Ακαδημία Επιστημών. Εύρος μετάδοσης: 170–3000 nm; υψηλό κατώφλι ζημιάς, μεγάλος μη γραμμικός οπτικός συντελεστής, μικρή γωνία βάδισης-. Πιθανές εφαρμογές στο laser THG.

CLBO (CsLiB6O10, βορικό λίθιο καίσιο): Αναπτύχθηκε από το Πανεπιστήμιο της Οσάκα, Ιαπωνία. Εύρος μετάδοσης: 180–2750 nm; εύκολο να αναπτυχθούν μεγάλοι-κρύσταλλοι υψηλής ποιότητας, μικρό περπάτημα-απενεργοποίηση, μεγάλη γωνία αποδοχής, χαμηλή διπλή διάθλαση, απαιτήσεις ποιότητας χαμηλής δέσμης αντλίας. αλλά πολύ υγρό (απαιτεί σφράγιση ή αποθήκευση σε υψηλή{5} θερμοκρασία). Χρησιμοποιείται κυρίως σε πειραματική έρευνα.

BIBO (BiB3O6, τριβορικό βισμούθιο): Μονοκλινικός διαξονικός κρύσταλλος. Εύρος μετάδοσης: 270–2600 nm; υψηλός αποτελεσματικός μη γραμμικός συντελεστής, υψηλό κατώφλι ζημιάς, χαμηλό βάδισμα-απενεργοποιημένο, ευρεία ζώνη μετάδοσης, μη-διαλυόμενο. Υποσχόμενο σε ορατές και υπεριώδεις περιοχές, αλλά δύσκολο να αναπτυχθεί.

KBBF (KBe2BO3F2, βορικό φθοροβερύλλιο κάλιο): Αναπτύχθηκε από το Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Κινεζική Ακαδημία Επιστημών. Βαθύς-Μη γραμμικός κρύσταλλος UV. Εύρος μετάδοσης: 155–3700 nm; μέτρια διπλή διάθλαση, ευρύ-εύρος αντιστοίχισης φάσης. μπορεί να επιτύχει το μικρότερο μήκος κύματος UV SHG των 163,4 nm. Πολλά υποσχόμενο για εφαρμογές UV/βαθύ-UV, συμπεριλαμβανομένωνΠωλείται φως UVC 222 nm μακριά, αλλά η τεχνολογία ανάπτυξης χρειάζεται βελτίωση.

KABO (K2Al2B2O7, βορικό αλουμίνιο): Αναπτύχθηκε από το Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Κινεζική Ακαδημία Επιστημών. Εύρος μετάδοσης: 180–3600 nm; διπλή διάθλαση 0,074, μικρός ενεργός μη γραμμικός συντελεστής. αποδοχή και πόδι{4}από γωνίες καλύτερα από το BBO αλλά κατώτερο από το CLBO.

RBBF (RbBe2BO3F2, βορικό φθοροβερύλλιο ρουβίδιο): Αναφέρθηκε από το Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Κινεζική Ακαδημία Επιστημών. Εύρος μετάδοσης: 160–3550 nm; ξεπερνά τις δυσκολίες ανάπτυξης και την τάση ρωγμών του KBBF, αποδίδει μεγάλους κρυστάλλους,-ανθεκτικό, χημικά σταθερό. βαθιά-Μη γραμμική απόδοση UV ελαφρώς κατώτερη από το KBBF.

Επιπλέον, νέοι κρύσταλλοι όπωςYCOB, GdCOB, ReCOB, καιLB4βρίσκονται υπό έρευνα, αλλά δεν εφαρμόζονται ευρέως λόγω της τεχνολογίας ανάπτυξης και των προβλημάτων κατωφλίου ζημιών.

Επιλογή μη γραμμικής συχνότητας-Διπλασιασμός κρυστάλλων

Για αρνητικούς μονοαξονικούς μη γραμμικούς κρυστάλλους, οι μέθοδοι αντιστοίχισης φάσης-περιλαμβάνουν κυρίως αντιστοίχιση φάσης γωνίας και αντιστοίχιση φάσης θερμοκρασίας:

Ταίριασμα φάσης γωνίας: Επιτυγχάνεται με την επιλογή της κατεύθυνσης διάδοσης του φωτός (συνδυασμός πόλωσης και γωνίας κοπής κρυστάλλου). Χωρίζεται σε Τύπο Ι (o+o→e) και Τύπο II (o+e→e). Επιρρεπής σε δοκάρι-απενεργοποίηση. εάν το προσπίπτον φως είναι κάθετο στον οπτικό άξονα του κρυστάλλου (θ=90 μοίρα ), η απομάκρυνση-μπορεί να εξαλειφθεί.

Ταίριασμα φάσης θερμοκρασίας: Χρησιμοποιεί την ευαισθησία θερμοκρασίας της διπλής διάθλασης και της διασποράς των κρυστάλλων για την επίτευξη αντιστοίχισης φάσης σε θ=90 βαθμό .

Έκφραση απόδοσης μετατροπής (χωρίς βάδιση-απενεργοποίηση, επίπεδο κύμα, μικρή-προσέγγιση σήματος): η=P3P1=ϵ0cn1n2n3λ32A8π2deff2L2P2A⋅sinc⁡2[∣Δketa∣{- \\3{1_L2]=\\frac{\\epsilon_0 c n_1 n_2 n_3 \\lambda_3^2 A}{8\\pi^2} d_{\\text{eff}}^2 L^2 \\frac{P_2}{A} \\cdot \\operatorname{sinc}^2\\left[\\elta k||\\D L}{2}\\right]η=P1​P3​​=8π2ϵ0​cn1​n2​n3​λ32​A​deff2​L2AP2​​⋅sinc2[2∣Δk∣L​] όπου deffd_{\\text{eff}}non1, nonlinear είναι ο συντελεστής n_2n1​,n2​ είναι δείκτες διάθλασης του θεμελιώδους φωτός, n3n_3n3​ είναι ο δείκτης διάθλασης του αθροίσματος-φωτός συχνότητας, LLL είναι το μήκος της οπτικής διαδρομής στον κρύσταλλο, Δk\\Delta kΔk είναι η αναντιστοιχία φάσης και P2/AP_2/AP2 είναι η θεμελιώδης ισχύς​.

Για να βελτιώσετε την απόδοση μετατροπής, επιλέξτε κρυστάλλους με υψηλή deffd_{\\text{eff}}deff​ κάτω από Δk=0\\Delta k=0Δk=0 (αντίστοιχη φάσης), αυξήστε κατάλληλα τη βασική πυκνότητα ισχύος φωτός και επεκτείνετε το μήκος κρυστάλλου-κρίσιμο για αποτελεσματικόΦως UVC 222nmπαραγωγή σε πρακτικά συστήματα.

Αποστολή ερώτησής