Ultraviyole lazerlarning tasnifi

Qattiq holatdagi ultrabinafsha lazer
Qattiq holatdagi ultrabinafsha lazerlarni nasos usullariga ko'ra ksenon chiroqli ultrabinafsha lazerlarga, kripton chiroqli pompalanadigan ultrabinafsha lazerlarga va yangi turdagi lazerli diodli qattiq holatdagi lazerlarga bo'lish mumkin. Qattiq holatdagi ultrabinafsha lazerlar odatda past fotoelektrik konversiya samaradorligiga ega, LD esa barcha qattiq ultrabinafsha lazerlar yuqori samaradorlik, yuqori takrorlash tezligi, ishonchli ishlash, kichik o'lcham, yaxshi nur sifati va barqaror quvvat kabi xususiyatlarga ega.
Ultraviyole fotonlarning yuqori energiyasi tufayli tashqi qo'zg'alish manbalari orqali ma'lum miqdorda yuqori quvvatli uzluksiz ultrabinafsha lazerni yaratish qiyin. Shuning uchun ultrabinafsha uzluksiz to'lqin lazerini amalga oshirish odatda kristall materiallarning chiziqli bo'lmagan effekt chastotasini konvertatsiya qilish usuli yordamida erishiladi. Barcha qattiq holatda ultrabinafsha lazer spektral chiziqlarini yaratish uchun odatda ikkita usul mavjud. Ulardan biri to'g'ridan-to'g'ri ultrabinafsha lazer spektral chiziqlarini olish uchun infraqizil to'liq qattiq lazerda intrakavitatsiya yoki intrakavit 3 yoki 4 garmonik avlodni amalga oshirish; Ikkinchisi, birinchi navbatda, ikkinchi harmonikni olish uchun chastotani ikki baravar oshirish texnologiyasidan foydalanish, so'ngra ultrabinafsha lazer spektral chiziqlarini olish uchun yig'indi chastotasi texnologiyasidan foydalanish. Birinchi usul kichik samarali chiziqli bo'lmagan koeffitsientga va past konvertatsiya samaradorligiga ega, ikkinchisi esa kvadratik chiziqli bo'lmagan qutblanishdan foydalanish tufayli ancha yuqori konversiya samaradorligiga ega. Kristal chastotasining ikki baravar ko'payishi doimiy ultrabinafsha lazerga erishishi mumkin va uning nur shakli Gaussdir, shuning uchun nuqta dumaloq bo'lib, energiya markazdan chetga asta-sekin kamayadi. Qisqa to'lqin uzunligi va nur sifati cheklovlari tufayli nurni 10 mikrometr oralig'ida yo'naltirish mumkin.
Gaz ultrabinafsha lazer
Gaz lazerlariga impulsli usulda ishlaydigan eksimer lazerlar, uzluksiz ishlaydigan ion lazerlari, geliy kadmiy lazerlari va metall bug'ining ultrabinafsha lazerlari kiradi. Gaz ultrabinafsha lazerining to'lqin uzunligi ishlatiladigan gaz aralashmasi turiga bog'liq.
Eksimer lazer - bu to'rtburchaklar bo'lmagan nurni taxminan bir xil kesma va tik nuqta qirralari bilan hosil qiluvchi impulsli lazerning bir turi. Uning chiqishi dog'larning turli geometrik shakllarini ishlab chiqarish uchun niqob texnologiyasi yoki maxsus nur energiyasi naqshlarini yaratish uchun golografiya yordamida yaratilishi mumkin. Eksimer lazerining hosil bo'lishini uchta jarayonga bo'lish mumkin: lazer gazining qo'zg'alish jarayoni, eksimer hosil qilishning reaktsiya jarayoni va eksimerning dissotsiatsiya jarayoni. Qo'zg'alish usullariga elektron nurni qo'zg'atish, razryadni qo'zg'atish, yorug'lik qo'zg'alishi, mikroto'lqinli qo'zg'alish va proton nurlarini qo'zg'atish kiradi. Turli xil faol moddalar odatda ultrabinafsha, uzoq ultrabinafsha va vakuumli ultrabinafsha diapazonlarida turli to'lqin uzunlikdagi eksimer lazerlarni ishlab chiqaradi. Eksimer lazerlari karbonat angidrid lazerlari va YAG lazerlaridan keyin lazerlarning yangi avlodidir. U tomonidan chiqarilgan ultrabinafsha qisqa pulsli lazer uzoq to'lqin uzunligi va yuqori foton energiyasining afzalliklariga ega. Tez-tez ishlatiladigan eksimer lazerlarga ArF, KrCl, KrF va boshqalar kiradi. Lazer puls chastotasi odatda 10-100 Gts orasida bo'ladi va ba'zi maxsus ilovalar 1000 Gts ga yetishi mumkin. O'rtacha quvvat odatda 10-100Vt orasida, impuls kengligi esa odatda ns oralig'ida.
Metall bug'li ultrabinafsha lazer asosan 511 nm va 578 nm to'lqin uzunligi bilan yorug'lik chiqaradigan mis bug'ining ultrabinafsha lazeriga tegishli. Aralashtirish va ikki baravar oshirish yordamida 255nm, 271nm va 289nm toʻlqin uzunligiga ega ultrabinafsha nurlanish hosil boʻlishi mumkin. Lazer nurlarining taqsimoti Gauss taqsimotiga amal qiladi.
Gaz lazerlarini qo'llashning asosiy muammolari - bu katta uskunalar maydoni, cheklangan ishonchlilik, qisqa umr, yuqori energiya iste'moli va yuqori narx. Bundan tashqari, eksimer lazer nurlarining sifati yomon va niqobning yo'qolishi katta. Ion lazerlari va geliy kadmiy lazerlari nur yo'nalishi barqarorligining yomonligiga ega.
Yarimo'tkazgichli lazerli diod
-1980-yillarning oʻrtalaridan boshlab yarimoʻtkazgichlar ishlab chiqarish texnologiyasining rivojlanishi va uning lazer texnologiyasi bilan integratsiyalashuvi natijasida yarimoʻtkazgichli lazerli diodlar paydo boʻldi. Yarimo'tkazgich va lazer xususiyatlarini birlashtirgan ushbu turdagi lazer manbalari yuqori cho'qqi quvvatiga va kamroq energiya iste'moliga ega va ularning emissiya pulslari kengligi ham tor. Ular harorat va optik kompensatsiyani talab qilmaydi va an'anaviy emissiya yorug'lik manbalariga nisbatan aniq afzalliklarga ega. Ular o'rta ultrabinafsha diapazonida AlGaN rivojlanishining asosiy yo'nalishiga aylandi. Chunki bu diapazondagi ultrabinafsha nurlanishning qo'zg'alish samaradorligi eng yuqori bo'lib, uning chiqish samaradorligi ham nisbatan yuqori.
Ultraviyole nurlanish manbalarini yanada amaliy qilish uchun yarimo'tkazgichli ultrabinafsha diodlarni rivojlantirishning bir yo'nalishi mavjud ultrabinafsha nurlar va ularning quvvat manbalarining hajmi va quvvat sarfini sezilarli darajada kamaytirishdir. Yana bir yo'nalish - 280 nm to'lqin uzunligi va energiya iste'moli 10 mVt dan kam bo'lgan yorug'lik chiqaradigan diodlarni, shuningdek, 340 nm emissiya to'lqin uzunligi va 25 mVt dan kam quvvat sarfiga ega lazerli diodlarni ishlab chiqish.