非線性晶體的使用壽命

時(shí)間：2022-10-09作者：南京光寶光電科技有限公司瀏覽：172

伴隨著激光設(shè)備發(fā)展到今天，非線性介質(zhì)也得到了巨大進(jìn)步。非線性晶體發(fā)展趨勢(shì)非常好，備受國(guó)家特別重視。在大多數(shù)情況下，用于非線性頻率轉(zhuǎn)換的非線性晶體具備很長(zhǎng)的使用壽命，壽命比整體激光器的壽命還要長(zhǎng)。晶體在使用中基本上不會(huì)被改變。但是，晶體壽命降低能發(fā)生在多種情況下：如在非線性頻率轉(zhuǎn)換中：

操作過程中太高的光強(qiáng)度將會(huì)頃刻間損壞晶體。遺憾的是，為了實(shí)現(xiàn)足夠高的轉(zhuǎn)換效率，非線性晶體經(jīng)常要在接近它們的光學(xué)損耗閾值附近運(yùn)行。這就意味著在轉(zhuǎn)換效率和晶體壽命間的一個(gè)權(quán)衡。需要注意，即便標(biāo)稱的強(qiáng)度小于象征性損傷閾值，可能仍然存在問題。

即使為避免瞬間損耗，晶體遠(yuǎn)遠(yuǎn)**閾值運(yùn)行，一些晶體材料在一些使用的部分展示出持續(xù)的退化，比如，以“灰度追蹤”的形式退化。這種情況在晶體運(yùn)行在紫外光波段運(yùn)行時(shí)尤其普遍。值得關(guān)注的是，逐漸的退化會(huì)積累熱量，過熱的產(chǎn)生能瞬間引起災(zāi)難性的損傷。

當(dāng)吸濕的晶體材料無法維持在充足干燥的空氣(或干燥的惰性氣體)中時(shí)，它們會(huì)惡化。這種晶體用于KDP和BBO，在LBO中使用較少。保持這種晶體處在一個(gè)相對(duì)較高的溫度是很有幫助的，較高的溫度使這種晶體容易保持干燥。

為了達(dá)到相位匹配，使非線性晶體在**室溫的溫度下運(yùn)行通常是有問題的，因?yàn)槿绻車諝獠皇呛芨稍锏脑挘菢涌赡芤鹚淠诰w表面。即使晶體材料或涂層對(duì)水不敏感，相較于通常情況，微小的水滴會(huì)將激光的聚焦得較厲害，從而損傷晶體材料。

當(dāng)溫度快速變化或頻繁變化的時(shí)候，在晶體恒溫箱中的非臨界相位匹配晶體會(huì)出現(xiàn)問題。尤其地，抗反射膜會(huì)由于不同的材料膨脹系數(shù)而被損傷。

盡管退化現(xiàn)象好像是材料的本質(zhì)上的限制，晶體壽命很大程度上依賴于材料質(zhì)量。

為產(chǎn)生高功率紫外線，非線性晶體就會(huì)變成消耗品：它們?cè)诩す馄飨到y(tǒng)(例如，每運(yùn)行幾百小時(shí))的壽命過程中需要被經(jīng)常更換。通常，幾個(gè)問題性因素在紫外產(chǎn)生體系中一起出現(xiàn)：晶體材料通常對(duì)紫外光(具有高的光子能量)較敏感，在這個(gè)體系中展示出較高的吸收率，在**短脈沖情況下，高的群速度失配需要使用較短的晶體，較短的晶體在轉(zhuǎn)換效率不變的情況下需要較高的光強(qiáng)度。


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