457 nm Hochleistungs-Einzelfrequenz-Blaulaser

457 nm Hochleistungs-Einzelfrequenzblauer Laser
Optischer Strahlengang eines 457-nm-Hochleistungs-Einzelfrequenz-Blaulasers mit Einzelfrequenz
Als Pumpquelle dient ein 30-W-Faserlaserdiodenarray. Zur Modenselektion wird ein Ringresonator verwendet. Dessen Endfläche wird mit einem 5 mm langen, Nd³⁺-dotierten Yttriumvanadat-Kristall (Nd:YVO₄) mit einer Konzentration von 0,1 % gepumpt. Anschließend wird mittels eines I-Typ-phasenangepassten Lithiumtriborat-Kristallresonators (LBO) die zweite Harmonische erzeugt, um eine 457-nm-Hochleistungs-Einzelfrequenz zu realisieren.LaserBei einer Pumpleistung von 30 W beträgt die Ausgangsleistung des 457-nm-Einzelfrequenzlasers 5,43 W. Die zentrale Wellenlänge liegt bei 457,06 nm, der Wirkungsgrad der Licht-zu-Licht-Umwandlung bei 18,1 % und die Leistungsstabilität innerhalb einer Stunde bei 0,464 %. Der 457-nm-Laser arbeitet im Grundmodus innerhalb des Resonators. Die Strahlqualitätsfaktoren in x- und y-Richtung betragen 1,04 bzw. 1,07, und die Elliptizität des Lichtflecks liegt bei 97 %.

Beschreibung des optischen Pfades des hochenergetischen blauen LichtsEinzelfrequenzlaser
Die Pumpquelle nutzt eine optische FaserkopplungHalbleiterlaserdiodeArray mit einer zentralen Wellenlänge von 808 nm, einer kontinuierlichen Ausgangsleistung von 30 W und einem Faserkerndurchmesser von 400 μm mit einer numerischen Apertur von 0,22.
Das Pumpenlicht wird durch zwei plankonvexe Linsen mit einer Brennweite von 20 mm kollimiert und fokussiert und fällt dann auf denLaserkristallDer Laserkristall ist ein 3 mm × 3 mm × 5 mm großer Nd:YVO₄-Kristall mit einer Dotierungskonzentration von 0,1 %. An beiden Enden sind Antireflexionsschichten für 808 nm und 914 nm aufgebracht. Der Kristall ist mit Indiumfolie umwickelt und in einer Kupferhalterung fixiert. Die Temperatur der Kupferhalterung wird präzise mittels eines Halbleiterkühlers geregelt und auf 15 °C eingestellt.
Der Resonator ist ein aus vier Spiegeln bestehender Ringhohlraum, bestehend aus M1, M2, M3 und M4.
M1 ist ein Planspiegel mit Antireflexionsschichten bei 808 nm, 1064 nm und 1342 nm (R < 0,05 %) sowie einer Totalreflexionsschicht bei 914 nm (R > 99,8 %); M4 ist ein ebener Auskoppelspiegel mit einer Totalreflexionsschicht bei 914 nm (R > 99,8 %) sowie Antireflexionsschichten bei 457 nm, 1064 nm und 1342 nm (R < 0,02 %); M2 und M3 sind beides plankonkave Spiegel mit einem Krümmungsradius von r = 100 mm, mit Antireflexionsschichten bei 1064 nm und 1342 nm (R < 0,05 %) auf der Planfläche und Totalreflexionsschichten bei 914 nm und 457 nm (R > 99,8 %) auf der konkaven Oberfläche.
Die Halbwellenplatte und der im Magnetfeld befindliche TGG-Kristall sind beide mit einer 914-nm-Antireflexionsschicht (R < 0,02 %) versehen. Durch den Einsatz einer optischen unidirektionalen Vorrichtung aus TGG und Halbwellenplatte wird der Laser im Ringresonator unidirektional betrieben, wodurch ein stabiler Einzelfrequenzbetrieb gewährleistet wird. Die FP-Platte ist ein Standardbauteil mit einer Dicke von 2 mm und einer beidseitigen Beschichtung mit einem Reflexionsgrad von 50 %. Sie dient der sekundären Frequenzverengung des Lasers im Resonator. Der als Frequenzverdopplerkristall gewählte LBO-Kristall hat die Abmessungen 3 mm × 3 mm × 15 mm und ist mit 914-nm- und 457-nm-Antireflexionsschichten (R < 0,02 %) beschichtet. Er verfügt über eine I-Phasenanpassung mit einem Schnittwinkel von θ = 90° und einem Winkel von φ = 21,9°.