深紫外全固态激光源

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1、第３６卷第７期中国激光Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．７２００９年７月犆犎犐犖犈犛犈犑犗犝犚犖犃犔犗犉犔犃犛犈犚犛犑狌犾狔，２００９文章编号：０２５８７０２５（２００９）０７１６１９０６深紫外全固态激光源许祖彦（中国科学院理化技术研究所中国科学院功能晶体与激光技术重点实验室，北京１００１９０）摘要深紫外（ＤＵＶ）全固态激光（ＤＰＬ）源，指输出波长短于２００ｎｍ的固体激光，它易于实用化与精密化，是一种新型激光源。综述了它的历史、现状、发展及应用。关键词全固态激光；深紫外；ＫＢＢＦ晶体中图分类号Ｏ４３７文献标识码Ａ犱狅犻：１

2、０．３７８８／犆犑犔２００９３６０７．１６１９犇犲犲狆犝犾狋狉犪狏犻狅犾犲狋犇犻狅犱犲犘狌犿狆犲犱犛狅犾犻犱犛狋犪狋犲犔犪狊犲狉犡狌犣狌狔犪狀（犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犉狌狀犮狋犻狅狀犪犾犆狉狔狊狋犪犾狊犪狀犱犔犪狊犲狉犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔，犆犺犻狀犲狊犲犃犮犪犱犲犿狔狅犳犛犮犻犲狀犮犲狊，犅犲犻犼犻狀犵１００１９０，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋犇犲犲狆狌犾狋狉犪狏犻狅犾犲狋（犇犝犞）犱犻狅犱犲狆狌犿狆犲犱狊狅犾犻犱狊狋犪狋犲犾犪狊犲狉（犇犘犔）犻狊犪狀狅狏犲犾犮狅犺犲狉犲狀狋犾犻犵犺狋狊狅狌狉犮

3、犲，狑犺犻犮犺犻狊犿犲犪狀狋狋狅狋犺犲狊狅犾犻犱狊狋犪狋犲犾犪狊犲狉狑犻狋犺狋犺犲狑犪狏犲犾犲狀犵狋犺犫犲犾狅狑２００狀犿．犇犝犞犇犘犔犻狊狑犲犾犾犽狀狅狑狀犳狅狉犻狋狊狆狉犲犮犻狊犻狅狀犪狀犱犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀狆犲狉犳狅狉犿犪狀犮犲．犐狋狊犺犻狊狋狅狉狔，犮狌狉狉犲狀狋，犱犲狏犲犾狅狆犿犲狀狋犪狀犱犪狆狆犾犻犮犪狋犻狅狀狊狅犳犇犝犞犇犘犔犪狉犲犻狀狋狉狅犱狌犮犲犱犻狀犱犲狋犪犻犾．犓犲狔狑狅狉犱狊犱犻狅犱犲狆狌犿狆犲犱狊狅犾犻犱狊狋犪狋犲犾犪狊犲狉；犱犲犲狆狌犾狋狉犪狏犻狅犾犲狋；犓犅犲２犅犗３犉

4、２（犓犅犅犉）犮狉狔狊狋犪犾１引言单而体积小，缺点是能量分辨率较低（１．２ｍｅＶ），光子流通量小（＜１０１４深紫外（ＤＵＶ）全固态激光（ＤＰＬ）是指激光二ｐｈｏｔｏｎ／ｓ）且波长单一（５８．５ｎｍ）。极管（ＬＤ）抽运的固体激光，通过非线性光学晶体变ＤＵＶ相干光源首推准分子激光器，此种激光源频获得深紫外波段（波长小于２００ｎｍ）相干辐射的自１９７４年实现横向放电激励以来，很快就走向市技术，特别是倍频（ＳＨＧ）效应产生ＤＵＶ激光具有场，成为一代紫外／深紫外激光器主流，其中ＡｒＦ和实用化、精密化特点，非常适合ＤＵＶ波段科

5、研应Ｆ２两种能产生ＤＵＶ相干辐射（波长分别为１９３ｎｍ用，是人们期待已久的新激光源，例如Ｈ．Ｊ．Ｂｅｙ［１］和１５７ｎｍ），具有高平均功率（Ｗ～ｋＷ），高脉冲能认为２００ｎｍ是固体激光的ＤＵＶ壁垒，其突破寄希量（ｍＪ～１００Ｊ），相对结构简单和电激励、效率高的望于新型非线性光学晶体的发现和多级光学非线性优势，但由于横向气体放电运转，其光束质量差、稳过程。定性也不好、可调谐范围很小，并且还有技术复杂、气体有毒、一次充气寿命有限等缺点，实用化与精密２ＤＵＶ光源的发展历史化较困难。通过气体高次谐波和四波混频技术产生的ＤＵ

6、Ｖ相干辐射，优点是波长较短（７０～２００ｎｍ，ＤＵＶ光源已有多年发展历史，如今非相干光源主要是同步辐射和气体放电两种，同步辐射的优势有短到２ｎｍ的），但效率很低，输出能量很小，光束在于波段很宽（１～２００ｎｍ以上），相对来说，能量分质量也不好，目前使用不多。ＤＵＶ自由电子激光器辨率较低（１～５ｍｅＶ），光子流通量较小（１０１０～是一种输出特性很好的新一代激光源，是同步辐射１０１２ｐｈｏｔｏｎ／ｓ），因是非相干光源，可聚焦光斑较大向相干输出发展的必然结果，其巨大优势在于可调（３ｍｍ×０．５ｍｍ），因而光子流密度不高［

7、１０１２～范围很宽（可短到Ｘ光）且功率大，缺点是体积大、１０１４ｐｈｏｔｏｎ／（ｓ·ｃｍ２）］，其运转方式为皮秒脉冲。气造价高，且目前技术尚不够成熟。例如自然线宽仅体放电光源主要指氦放电灯，优点是连续波运转，简波长千分之一量级，其精密化调谐尚在研究中，短波收稿日期：２００９０６０２；收到修改稿日期：２００９０６１８作者简介：许祖彦（１９４０－），男，中国工程院院士，主要从事可调谐激光、全固态激光和光学非线性过程等方面的研究。Ｅｍａｉｌ：ｚｙｘｕ＠ｍａｉｌ．ｉｐｃ．ａｃ．ｃｎ１６２０中国激光３６卷运转技术也

8、正在发展，还没有到提供应用阶段。表高、光束质量好、稳定性好、寿命长，很容易实用化。１列出了目前常用的同步辐射、气体放电光源与ＤＵＶＤＰＬ连续调谐宽、谱线易压窄、低重复频率至ＤＵＶＤＰＬ性能的比较，可以看出，ＤＵＶＤＰＬ存在高重复频率，均可运转，这些精密化性能非常适合很大的优势：光子流通量和密度高几个量级，光谱分ＤＵＶ精密仪器使用，因此ＤＵＶＤＰＬ的出