Лазеры с удвоением частоты 397 — 532 нм

Описание

Лазер с удвоением частоты FDS801 разработан с использованием передовых технологий в Лаборатории физики холодного атома Пекинского университета. Устройство, прежде всего, предназначено для экспериментальных исследований в области прецизионной атомной спектроскопии. В конструкцию лазера входят три основных части:

1) Полупроводниковый задающий лазер с внешним резонатором и перестраиваемый усилитель 

2) Кристалл удвоения частоты и оптический резонатор «бабочка»

3) Синхронизатор частоты

Полупроводниковая лазерная система имеет преимущества одномодового режима генерации, узкой полосы генерации, простоты перестройки длины волны и легкой синхронизации частоты, поэтому полупроводниковые лазеры часто используются в качестве источника накачки прецизионных лазеров с удвоением частоты. Однако выходная мощность полупроводникового лазера составляет всего 1-2 Вт, а эффективность удвоения частоты будет очень низкой при широко используемой однопроходной схемы, поэтому мощность в резонаторе увеличивается в десятки раз, что значительно повышает эффективность удвоения частоты.

Лазер FDS801 с удвоением частоты может генерировать коротковолновое излучение с высокой эффективностью за счет технологии усиления оптической второй гармоники. Генерируемое коротковолновое лазерное излучение обладает высокой мощностью и хорошей диаграммой направленности. Этот метод широко используется в лазерной технике, научных исследованиях и промышленных применений.

Рис.1 Принципиальная схема лазера с удвоением частоты; 

Четырехзеркальный резонатор типа «бабочка» обеспечивает широкий диапазон настройки, обеспечивая синхронизацию частоты лазера (см. рис. 1) . Нелинейный оптический кристалл удвоения частоты является одной из основных частей всей системы, которая определяет эффективность удвоения частоты. Кристалла для удвоения частоты должен иметь большой нелинейный коэффициент и достигать фазового синхронизма на соответствующей длине волны, а физические и химические свойства кристалла должны быть относительно стабильными. В предлагаемой системе на выбор могут быть использованы кристаллы BIBO, PPKTP и LBO. В модуле синхронизатора частоты используется метод блокировки с дифференциальной стабилизацией частоты. Эта программа использует всемирно популярную схему PID (Proportional Integral Derivative) для предварительной обработки сигнала ошибки, а затем возвращает его обратно в PZT в качестве управляющего сигнала, в конечном итоге обеспечивая стабильный выходной сигнал лазера с удвоением частоты (см. рис. 2).

Рис. 2. Пространственная мода лазерного сигнала с удвоенной частотой