KTP腔内倍频已实现33W绿光的稳定高平均功率输出

基于角谱衍射理论，对扫描积分塔尔博特光刻术进行了理论分析与数值模拟。研究了扫描距离、扫描起始位置、扫描速度非匀速以及照明光源不同特性对扫描积分塔尔博特光刻所得光栅条纹质量的影响。模拟结果表明，当扫描距离为塔尔博特周期的整数倍时，扫描起始位置、扫描速度的非匀速性对扫描积分塔尔博特光刻的成像质量影响较小；当入射光源存在一定谱宽或发散角不大于0.05°时，扫描积分塔尔博特光刻仍可得到对比度较一致的倍频光栅条纹，证实了扫描积分塔尔博特光刻具有良好的工艺适用性。扫描积分塔尔博特光刻不需要昂贵而复杂的投影光学系统，可克服塔尔博特自成像有限焦深问题，对掩模与基片的定位精度及涂胶基片的平整度容忍度较高。该方法具有在非平面基底上制备大面积、低成本、高精度周期微纳结构的应用前景。 【KTP腔内倍频技术】是激光技术领域中的一个重要突破，它实现了高效稳定的绿光输出。KTP（钾钛酸铅）是一种优秀的非线性光学晶体，因其高非线性系数、高损伤阈值和良好的温度及角度匹配特性而备受青睐。在本文中，研究人员使用由熔盐法生长的KTP晶体作为腔内倍频材料，成功地从Nd:YAG激光器获得了高达33瓦的稳定绿光平均输出。 KTP晶体的特性是其高效倍频的基础。与KDP晶体相比，KTP的有效非线性系数高出15倍，而且损伤阈值远高于LiNbO3，这使得KTP在高功率激光应用中更具优势。在室温下，KTP可以实现宽范围内的位相匹配，且具有高的湿度稳定性和抗潮性。这些优点使得KTP成为理想的倍频晶体选择。 实验中，研究人员使用了25kHz的声光Q开关来提高激光器的性能。声光Q开关能够控制激光脉冲的频率和能量，从而实现更高的平均输出功率。通过这种方式，他们在Nd:YAG激光器中实现了6.5瓦的连续绿光输出，并在使用Q开关后进一步将平均输出功率提升到33瓦。 KTP晶体的生长工艺对其性能至关重要。采用改进的熔盐法制备的KTP晶体具有高的光学质量和大尺寸，这有利于制作大尺寸的倍频器。实验中使用的晶体尺寸为15x15x10毫米，能够在2.8微米处没有O-H基团的吸收，避免了不必要的损耗。此外，晶体的双折射特性使得位相匹配更为容易，增加了转换效率。 实验结果显示，KTP倍频器的均匀性和稳定性得到了验证。即使在高功率条件下，KTP仍然能够保持良好的工作状态，这对于高功率激光系统的持续运行至关重要。同时，晶体的双增透膜设计减少了反射损耗，提高了光转换效率。 总结起来，KTP腔内倍频技术的成功实施展示了在固体激光器中实现高功率绿光输出的可能性，这对激光加工、光学通信、生物医学等领域有着广泛的应用前景。通过不断优化晶体生长技术和激光系统设计，未来可能会实现更高功率、更稳定的绿光输出，推动激光技术的进一步发展。