レーザー技術

589nm全固体レーザーの基本原理

レーザーダイオードによって励起される全固体黄色レーザーは急速に発展しており、レーザー医療、宇宙のターゲット検出と識別、スペクトル、レーザーディスプレイなどの分野で優れた用途があります。現在、高出力、高安定性、高効率、高ビーム品質を備えた589 nmのすべての固体黄色レーザーは、レーザー分野での研究関心です。この論文では、589nmの全固体黄色レーザーの研究状況と開発をまとめて分析しました。これは、この分野の将来の研究に役立つ参考資料でした。

Nd:YAGはNd3 +を活性化粒子として使用し、その主な遷移エネルギー準位図と放出断面積パラメーターを図1と表1に示します。

レーザーのエネルギーレベルに位置するNd3 +粒子は、0.6:0.25:0.14の放出分岐比で946nm、1064nmを放出する4F9 / 2、4F11 / 2および4F13 / 2の3つの末端エネルギーレベルに放射線遷移します。それぞれ。 1 319nm蛍光スペクトル。このうち、1064nmと1319nmは低しきい値の4レベルシステムに属しており、室温でのレーザー出力が得られやすい。 589 nmの黄色レーザーは、1064 nmと1319 nmのレーザーを合計したものです。 1064 nmと1319 nmの波長の励起波から589 nmの波長の生成波にエネルギーを効果的に転送するには、エネルギーと運動量の保存が合計周波数プロセス中に満たされる必要があります。エネルギー保存は次のように表すことができます。

このうち、hはプランク定数、cは光速です。

より高い合計周波数効率を得るには、2つの基本周波数光のパワーが特定の比率を満たす必要があります。理想的な状態では、1064 nmの光子と1 319 nmの光子が非線形変換を受けて、589 nmの光子を生成します。したがって、キャビティ内の1064nmレーザーと1 319nmレーザーの出力の理論上の最適比率は次のようになります。

キャビティ内のパワーは次の式で計算できることも知られています。

このうち、PoutとRはそれぞれ、レーザー出力パワーとカップリングアウトミラーの反射率を表し、角度スケールi = 1064nmまたは1319nmは、それぞれ1 064nmと1319nmレーザーのパラメーターに対応しています。 2つのレーザーの適切なLDポンピングパワー比を選択することにより、キャビティ内の2つの基本周波数ビームが非線形結晶で最高のパワー比を確実に達成できるようにして、合計周波数効率を向上させることができます。

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