固體紫外激光器

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醫療領域 ^[1] 

固體紫外激光器光電轉換效率一般較低，而LD全固態紫外激光器則有效率高、重頻高、性能可靠、體積小。光束質量較好及功率穩定等特點 ^[2]  。

由於紫外線光子能量大，難以通過外激勵源激勵產生一定高功率的連續紫外激光，故實現紫外連續波激光一般是應用晶體材料非線性效應變頻方法產生。全固態紫外激光譜線產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腔外3倍頻到4倍頻來得到紫外激光譜線；二是先利用倍頻技術的到二次諧波然後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係數小，轉換效率低，後一種方法由於利用的是二次非線性極化率，轉換效率比前一種高很多。晶體倍頻可實現連續紫外激光，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。由於波長短和光束質量有限，光束可以聚焦在10um量級範圍。

倍頻實際上是一個和頻過程，以3倍頻為例，它是由頻率為ω的紅外信號與頻率為2ω的激光束在非線性晶體通過三波互作用進行混頻，轉換為3ω高頻的，即ω+2ω=3ω。

由倍頻理論可知，選擇非線性晶體的依據是：材料應具有較大的有效非線性係數、在寬光譜範圍內儘量高的透明度、在需要的波段容易實現相位匹配、具有強的抗光損傷能力且容易實現晶體的生長和加工。KTP，LBO是倍頻、和頻廣泛應用的晶體，晶體轉化效率以能夠達到50%左右。