紫外线的范围从 150 纳米到 400 纳米。这是激光的短波长,具有很多优点。短波长转化为小光斑尺寸,意味着高空间分辨率。紫外激光还可以在几乎没有热变形的情况下进行切割和打标。更重要的是,它们与多种材料兼容。所有这些结合在一起,使它们成为敏感高精度应用的首选激光器。但也有很量大缺点。下面一起来看看吧。
一、紫外激光器缺点
1、光学器件非常特殊,因为紫外线会使传统光学器件迅速退化,并且对缺陷非常敏感。更不用说产生紫外波长的激光束本身就是一个挑战。由于其波长短,即使是微弱的表面粗糙度或气泡,紫外激光也很容易散射和扭曲。因此,只有高质量的光学器件才能用于紫外激光器。
2、紫外光会迅速降低传统光学元件的性能这一事实进一步限制了激光设计师的选择。事实上,紫外线退化不仅仅是激光设计师必须考虑的问题。激光探测器还需要承受紫外线的持续冲击,这就是热释电探测器非常适合测量紫外线的原因。紫外线导致光学性能退化的一个常见例子是一种称为日晒的现象,它会极大地影响许多玻璃的透射率,改变它们的颜色和物理特性。
二、解决办法
1、使用紫外激光(准分子激光)
惰性气体通常不与其他元素相互作用。然而,如果它们被激发(例如通过放电),它们可以与其他原子结合形成一种寿命非常短的分子,称为准分子。
准分子发射紫外线波长的光子以释放多余的能量并返回到基态。由于这种光子发射发生得非常快,因此必须使用高泵浦功率来实现粒子数反转(产生激光的先决条件)。准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长。然而,该装置庞大而复杂,需要大量维护,效率不是特别高,并且产生的激光束质量低。
2、通过变频产生紫外激光(DPSS 激光)
二极管泵浦固态 (DPSS) 激光器,例如YAG 激光器,是可以产生高质量光束的工业主力。然而,可用于 DPSS 的晶体在有限范围内发射波长(不包括紫外线)。
频率转换晶体可用于将 DPSS 激光线转换为更短的波长。一种常见的转换是三倍频 1064 nm YAG,可产生高光束质量的 355 nm 紫外激光束。
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