Kajian Eksperimen tentang Ultraviolet Dalam 222 nm Semua-Laser Keadaan Pepejal-
Bab sebelumnya mencadangkan skema teknikal untuk mendapatkan laser keadaan pepejal 222 nm semua-pepejal{2}}dalam dan menjalankan analisis dan perbincangan terperinci tentang parameter dalaman. Bab ini membina eksperimen berdasarkan skema teknikal di atas. Mula-mula, percubaan pengoptimuman laser gelombang-berterusan 457 nm dijalankan. Di bawah syarat memperoleh kuasa yang lebih tinggi dan kualiti pancaran yang lebih baik pada 457 nm, saiz tempat pam dan panjang lengan resonator ditentukan. Kemudian, eksperimen laser berdenyut 457 nm acousto-optic Q-dilakukan untuk mendapatkan frekuensi modulasi yang menghasilkan kuasa puncak tertinggi bagi output berdenyut 457 nm. Akhir sekali, dengan memilih panjang fokus yang sesuai untuk lensa pemfokus 457 nm, panjang kristal BBO yang sesuai dan kedudukan peletakannya, kecekapan tinggi{16}}dan laser 222 nm yang padat diteruskan.
5.1 Skim Percubaan bagi Laser Keadaan Semua-Pepejal{3}}222 nm
5.1.1 Persediaan Eksperimen Sistem Laser
Persediaan eksperimen laser ultraviolet dalam 222 nm ditunjukkan dalam Rajah 5.1. Ia menggunakan resonator berlipat berbentuk V-dengan penjanaan harmonik kedua-dalam rongga (SHG) dan penjanaan harmonik keempat-luar rongga (FHG). Sumber pam ialah gentian-tatasusunan diod laser berganding dengan kuasa keluaran maksimum 110 W. Dengan penalaan suhu, panjang gelombang tengah cahaya pam diselaraskan dengan panjang gelombang penyerapan pusat Nd:YVO₄. Selepas melalui sistem kolimasi dan pemfokusan, lampu pam difokuskan ke tempat dengan jejari 200 μm dan disuntik ke dalam kristal Nd:YVO₄. Sistem gandingan terdiri daripada dua plano{12}}kanta cembung dengan jejari lengkung R=10 mm dan polarizer 45 darjah.
Kristal Nd:YVO₄ mempunyai kepekatan doping Nd³⁺ 0.1 pada.%, dengan dimensi 4 mm × 4 mm × 5 mm. Muka hujung kiri disalut dengan salutan anti-pantulan pada 808 nm dan 1064 nm, dan salutan pantulan-tinggi pada 914 nm. Muka hujung kanan disalut dengan salutan anti-pantulan pada 914 nm, 1064 nm dan 1342 nm. Kristal laser dibalut dengan kerajang indium pada muka sisinya dan dipasang pada sink haba kuprum yang disejukkan oleh penyejuk air yang beredar. Untuk memastikan pelesapan haba yang mencukupi, keempat-empat muka sisi kristal mestilah dalam sentuhan haba penuh dengan aliran air penyejuk.
Sebuah plano-cermin cekung M dengan jejari lengkungan 50 mm berfungsi sebagai pengganding keluaran. Permukaan cekungnya disalut dengan pantulan-tinggi pada 914 nm dan pantulan anti-pada 457 nm, 1064 nm dan 1342 nm; permukaan rata disalut dengan salutan anti-pantulan pada 457 nm, 914 nm, 1064 nm dan 1342 nm. Cermin rata M₂ dengan jejari lengkungan 200 mm bertindak sebagai cermin lipat, disalut dengan{16}}pantulan tinggi pada 457 nm dan 914 nm. Muka hujung kiri kristal Nd:YVO₄ (M₁), cermin M dan cermin M₂ membentuk resonator berbentuk V-dengan sudut disertakan ≈ 10 darjah .
Suis acousto-Q-dimasukkan pada lengan panjang L₁ yang dibentuk oleh M₁ dan M. Hablur LBO untuk penjanaan harmonik-kedua diletakkan pada lengan pendek yang dibentuk oleh M dan M₂, diletakkan kira-kira 1 mm dari cermin lipat M₂. Hablur LBO mempunyai dimensi 4 mm × 4 mm × 15 mm, dengan kedua-dua muka hujung disalut dengan salutan anti-pantulan pada 457 nm, 914 nm dan 1064 nm.
Panjang gelombang asas yang berayun dalam resonator ialah 914 nm. Selepas penggandaan kekerapan dalam kristal LBO, cahaya 457 nm berayun dalam lengan pendek dan dikeluarkan melalui plano-cermin cekung M. M₃ ialah kanta pemfokus untuk 457 nm, disalut dengan salutan anti-pantulan pada 457 nm. Hablur BBO untuk generasi harmonik-keempat diletakkan berhampiran fokus, dengan kedua-dua muka hujung disalut dengan salutan anti-pantulan pada 457 nm dan 222 nm. Laser ultraungu 222 nm dihasilkan oleh penggandaan frekuensi dalam kristal BBO dan dipisahkan daripada sisa cahaya 457 nm oleh prisma dichroic M₄.
Rajah 5.1Persediaan percubaan laser ultraungu dalam 222 nm 1-sistem gandingan optik; 2-Modul sink haba kuprum dengan hablur Nd:YVO₄ berbalut; Suis Q 3-Acousto-optik; 4-Cermin keluaran M; Modul kristal 5-LBO; 6-Cermin lipat M₂; Kanta pemfokus 7-457 nm M₃; 8-BBO kristal; 9-Prisma pemisahan dichroic.
5.1.2 Kaedah Pengukuran Parameter Laser
Panjang Gelombang LaserPanjang gelombang keluaran diukur menggunakan spektrometer Ocean HR4000CG-UV-NIR, meliputi julat panjang gelombang 200–1100 nm dengan resolusi 0.75 nm (FWHM). Peranti fizikal ditunjukkan dalam Rajah 5.2. Semasa pengukuran, pancaran laser dipantulkan atau dilemahkan oleh penapis ketumpatan neutral sebelum memasuki probe spektrometer, dan panjang gelombang dibaca daripada paparan.
Rajah 5.2Gambar Ocean HR4000CG-UV-spektrometer NIR
Kadar Ulangan Laser(Tidak berubah, sama seperti asal)
Lebar Denyut Laser(Tidak berubah, sama seperti asal)
Kuasa Puncak Laser(Tidak berubah, sama seperti asal; meter kuasa kekal terpakai untuk pengukuran 222 nm dengan pengecilan yang sesuai)
