5.1 結論
由前述的實驗架構以及實驗成果可看出,在利用 1064nm 以及 1342nm 作為基頻 光,搭配主動式-開關以及各類非線性晶體來做非線性頻率轉換,已可得到可見光以 及紫外波段的脈衝式雷射,且都有不錯的轉換效率。總結前面所述,將目前得到的成 果列於表 5-1。
在做了一系列的雷射頻率轉換實驗後,我發現在熟悉了書本上的知識、與師長討 論所得的心得以及完備的實驗器材外,要能完成效率良好的實驗,除了做實驗的基本 功,最重要的就是耐心。這些因素雖然都缺一不可,但是自我的耐心是成果好壞的關 鍵。從一開始站在實驗桌前的茫無目的,不知所謂;到得心應手的階段,這些過程,
除了讓我得到不錯的實驗數據外,更讓我瞭解如何去完成一件事。看著顏色鮮豔的雷 射光打到 power detecter 上面,讓我不禁想起從增益介質裡的粒子反轉、Q-開關的 調制、非線性晶體的頻率轉換至輸出耦合鏡後的另一道鮮豔的雷射光,其間過程是不 是與一個人的各樣轉變類似呢...,不管如何,關乎結果好壞的最佳化,仍然操之在 自己的手上。
5.2 未來工作展望
關於未來利用非線性晶體做腔內頻率轉換,由前述的成果以及目前的想法,有幾 點提出:
在 355nm 紫外光雷射方面,本論文中所提出的方法為利用二極體雷射做單端的激 發,未來可以考慮以陣列式排列的二極體雷射做側向激發,其構想的實驗架構突如圖 5.1 所示。此架構相信可以對 355nm 雷射的輸出功率有可觀的提升。
此外,如同論文中,355nm 紫外光雷射的第二部分實驗,447nm 藍紫光雷射可以
在和頻晶體前放置一濾鏡,鍍膜針對 447nm 為高反射,如圖 5.2 所示。相信對輸出功 率也可以有明顯的提升。
在 Nd-dopped 的固態雷射裡,第三條譜線 914nm 的倍頻可得 457nm 的深藍光雷射,
但是由於其基頻光的增益實在太弱,閥值太高,十分難以實現。利用高功率的激發光 源以及優化設計,或許可提升其功率。這個深藍色的美麗波長,也有待未來工作的實 現。
Wavelength Performance
Average power
Conversion efficiency
Peak power
1064nm
1342nm 671nm 593nm 532nm 447nm 355nm
Eye’s feeling Average power
Conversion efficiency
Peak power
1064nm
1342nm 671nm 593nm 532nm 447nm 355nm
Eye’s feeling
Output coupler HR@1064&532nm HT@ 355nm
Output coupler HR@1064&532&355nm
355nm
Output coupler HR@1064&532nm HT@ 355nm
Output coupler HR@1064&532&355nm
圖 5.1 利用二極體雷射側向激發做 355nm 雷射實驗架構圖。
447nm
LD
2:1 coupling lens
& input mirror HR@1342nm AO
Output coupler HR@1342&671nm HT@ 447nm
Nd:YVO4 3x3x9mm
0.25%
LBO KTP 447nm
Filter: HR@447nm
447nm
LD
2:1 coupling lens
& input mirror HR@1342nm AO
Output coupler HR@1342&671nm HT@ 447nm
Nd:YVO4 3x3x9mm
0.25%
LBO KTP 447nm
Filter: HR@447nm Filter: HR@447nm
圖 5.2 447nm 藍紫光雷射實驗架構圖(有加濾鏡)。
參考文獻
1. W.Koechner,Solid-State Laser Engineering,4thed.
2. Kelin Kuhn,Laser Engineering,1998.
3. John J.Degnan. IEEE J.QuantumElectron. 25,No2,214(1989).
4. R.W.Boyd, Nonlinear Optics.(1992).
5. 姚建銓,非線性光學頻率變換及激光調諧技術(1995).
6. Y.F Chen,IEEE J.Quantum Electron.35,234(1999) 7. Y.F Chen,Opt.Lett.,24,1032(1999)
8. A.W. Tucker,M. Birnbaum,C.L. Fincher,J.Appl.Phys.,48,4097(1977) 9. I.T.Mckinnie,A.M.L. Oien,Opt.Commun.141,157(1997)
10. C.G. Bethea,IEEE J.QuantumElectron.9,254(1973) 11. H.M. Pask,J.A. Piper,Opt.Lett.24,1490(1999) 12. Y.F.Chen,S.W.Tsai,Opt.Lett.27,397(2002) 13. W.X.Lin,H.Y.Shen,J.Appl.Phys.86,2979(1999)
14. A.E.Siegman,Lasers,Mill Valley,CA:Univ.Sci.Books,1986.
15. A Yariv and P.Yeh,Optical Waves in Crystals(Wiley,New York,1984),Chap12 16. Y.F.Chen,Y.S.Chen,S.W.Tsai,Applied Physics B 2004
17. O'Shea Donald C.,Elements of modern optical design(New York/Wiley/c1985).
18. Ralf Menzel,Photonics, Berlin :Springer,c2001.
19. Chin-Lin Chen, Elements of optoelectronics and fiber optics, Chicago /Irwin/c1996.
20. Eugene Hecht,Optics, Addison-Wesley/c1998.
21. David K. Cheng, Field and wave electromagnetics, Addison-Wesley/1989.
22. Joseph T. Verdeyen, Laser electronics, Prentice Hall,c1995.
23. Casix,Crystal Guide(1999).