上海光機(jī)所在KDP家族晶體產(chǎn)生深紫外激光方面取得新進(jìn)展
中科院上海光機(jī)所高功率激光物理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室前沿部在基于KDP家族晶體產(chǎn)生深紫外激光方面取得研究進(jìn)展。相關(guān)成果以“Noncritical phase-matching fourth- and fifth-harmonic generation of 1077 nm laser using KDP-family crystals”為題發(fā)表于Optics Letters。 o((!3H{ D
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深紫外激光因具有波長(zhǎng)短、時(shí)空分辨率高等顯著優(yōu)勢(shì)，在許多領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用，如精密加工，等離子體診斷，以及物理和化學(xué)過(guò)程的探測(cè)。目前最常用的獲得深紫外激光器的方法之一是基于非線(xiàn)性光學(xué)技術(shù)，利用非線(xiàn)性晶體通過(guò)1微米波段激光的五次諧波產(chǎn)生獲深紫外激光。由于光學(xué)材料在高強(qiáng)度激光條件下面臨嚴(yán)重的激光損傷，因此單位面積上可獲得的激光脈沖能量和功率有不可逾越的上限，尤其是在深紫外光譜區(qū)域。要產(chǎn)生高通量的激光輻射，使用大口徑晶體幾乎是唯一有效的方法。KDP家族晶體是目前唯一可以實(shí)現(xiàn)米級(jí)生長(zhǎng)尺寸的晶體，但由于相位匹配的限制，KDP家族晶體五次諧波產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)通常只能在低溫下進(jìn)行，它們的應(yīng)用和輸出能量的提升受到了極大的限制。 ")D5ulb\
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針對(duì)上述難題，通過(guò)理論計(jì)算不同波長(zhǎng)下KDP家族晶體中四次和五次諧波產(chǎn)生所需的相位匹配溫度，利用光參量放大產(chǎn)生1077 nm新頻率激光，研究人員系統(tǒng)地實(shí)驗(yàn)演示了在ADP、KDP和DKDP晶體中非低溫條件下可以實(shí)現(xiàn)1077 nm激光的非臨界相位匹配四次和五次諧波產(chǎn)生。對(duì)于ADP和DKDP晶體，分別在74.0 ℃和132.5 ℃下實(shí)現(xiàn)了1077 nm激光的非臨界相位匹配四次諧波產(chǎn)生。對(duì)于五次諧波產(chǎn)生，在KDP晶體中48.5 ℃下實(shí)現(xiàn)了非臨界相位匹配。這一結(jié)果為在非低溫條件下利用KDP家族晶體產(chǎn)生高能、高功率深紫外激光奠定了基礎(chǔ)。 `
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圖1. 實(shí)驗(yàn)裝置示意圖 uc]`^,`2/
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圖2. KDP晶體中1077 nm激光五次諧波產(chǎn)生特性 2JL\1=k;
相關(guān)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、上海市揚(yáng)帆計(jì)劃、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)、中科院先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)課題等項(xiàng)目的支持。 zy 'cf5k2
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相關(guān)鏈接：https://opg.optica.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-47-12-2947
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