深紫外激光技术：CLBO晶体和频固体激光系统

"深紫外固体激光系统是一种利用非线性光学频率变换技术，通过CLBO晶体和频产生195 nm深紫外激光的激光设备。该系统由全固态声光调Q Nd:YVO4激光器、灯抽运电光调Q倍频Nd:YAG激光器、钛宝石激光器、BBO三倍频模块和CLBO和频模块组成。实验结果显示，该系统可实现最高217 μW功率、10 Hz重复频率的195 nm深紫外激光输出。" 本文详细介绍了深紫外固体激光系统的构建和工作原理。系统主要基于非线性光学频率变换技术，特别是利用CLBO（β-BaB2O4）晶体进行和频操作，将两路不同波长的激光结合，生成深紫外光。这两路激光分别是全固态声光调Q Nd:YVO4激光器产生的1064 nm近红外激光和由灯抽运电光调Q倍频Nd:YAG激光器抽运的钛宝石激光器输出的238.7 nm三倍频紫外激光。 首先，调Q Nd:YAG激光器是一种能产生高能量脉冲激光的设备，通过声光调Q技术控制激光的输出，实现高功率、短脉冲的激光输出。其倍频过程通过非线性晶体如KTP或BBO完成，将1064 nm激光转换为532 nm绿光。 接下来，钛宝石激光器是通过倍频Nd:YAG激光器产生的532 nm绿光泵浦的，进一步通过倍频生成238.7 nm紫外激光。钛宝石具有宽的增益带宽，适合产生短脉冲甚至超短脉冲激光，因此在深紫外区域有较好的应用。 然后，BBO三倍频模块用于将532 nm绿光转换为238.7 nm紫外光，这是通过非线性光学的三倍频过程实现的，BBO晶体因其高非线性和优良的光学性质而常被用于此类转换。 最后，CLBO和频模块是整个系统的关键部分，它将1064 nm激光和238.7 nm激光结合，通过非线性相互作用生成195 nm深紫外激光。CLBO晶体因其在深紫外区域的良好透明度和高非线性系数而成为理想的和频材料。 经过实验验证，该系统成功实现了最高217 μW功率、10 Hz重复频率的195 nm深紫外激光输出，这对于深紫外光谱学、生物医学、微加工等领域具有重要的应用价值。这一成果展示了固体激光技术在深紫外波段的潜力，为进一步提升深紫外激光的性能和扩展其应用范围奠定了基础。