紫外線的范圍從 150 納米到 400 納米。這是激光的短波長,具有很多優(yōu)點。短波長轉(zhuǎn)化為小光斑尺寸,意味著高空間分辨率。紫外激光還可以在幾乎沒有熱變形的情況下進(jìn)行切割和打標(biāo)。更重要的是,它們與多種材料兼容。所有這些結(jié)合在一起,使它們成為敏感高精度應(yīng)用的首選激光器。但也有很量大缺點。下面一起來看看吧。
一、紫外激光器缺點
1、光學(xué)器件非常特殊,因為紫外線會使傳統(tǒng)光學(xué)器件迅速退化,并且對缺陷非常敏感。更不用說產(chǎn)生紫外波長的激光束本身就是一個挑戰(zhàn)。由于其波長短,即使是微弱的表面粗糙度或氣泡,紫外激光也很容易散射和扭曲。因此,只有高質(zhì)量的光學(xué)器件才能用于紫外激光器。
2、紫外光會迅速降低傳統(tǒng)光學(xué)元件的性能這一事實進(jìn)一步限制了激光設(shè)計師的選擇。事實上,紫外線退化不僅僅是激光設(shè)計師必須考慮的問題。激光探測器還需要承受紫外線的持續(xù)沖擊,這就是熱釋電探測器非常適合測量紫外線的原因。紫外線導(dǎo)致光學(xué)性能退化的一個常見例子是一種稱為日曬的現(xiàn)象,它會極大地影響許多玻璃的透射率,改變它們的顏色和物理特性。
二、解決辦法
1、使用紫外激光(準(zhǔn)分子激光)
惰性氣體通常不與其他元素相互作用。然而,如果它們被激發(fā)(例如通過放電),它們可以與其他原子結(jié)合形成一種壽命非常短的分子,稱為準(zhǔn)分子。
準(zhǔn)分子發(fā)射紫外線波長的光子以釋放多余的能量并返回到基態(tài)。由于這種光子發(fā)射發(fā)生得非???,因此必須使用高泵浦功率來實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)(產(chǎn)生激光的先決條件)。準(zhǔn)分子激光器可以提供所有紫外激光器中最高的功率和最短的波長。然而,該裝置龐大而復(fù)雜,需要大量維護(hù),效率不是特別高,并且產(chǎn)生的激光束質(zhì)量低。
2、通過變頻產(chǎn)生紫外激光(DPSS 激光)
二極管泵浦固態(tài) (DPSS) 激光器,例如YAG 激光器,是可以產(chǎn)生高質(zhì)量光束的工業(yè)主力。然而,可用于 DPSS 的晶體在有限范圍內(nèi)發(fā)射波長(不包括紫外線)。
頻率轉(zhuǎn)換晶體可用于將 DPSS 激光線轉(zhuǎn)換為更短的波長。一種常見的轉(zhuǎn)換是三倍頻 1064 nm YAG,可產(chǎn)生高光束質(zhì)量的 355 nm 紫外激光束。
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