Напредак истраживања електро-оптичких кристала са К-свитцхедом – 1. део: Увод

Напредак истраживања електро-оптичких кристала са К-свитцхедом – 1. део: Увод

Ласери велике вршне снаге имају важну примену у научним истраживањима и областима војне индустрије као што су ласерска обрада и фотоелектрично мерење. Први ласер на свету рођен је 1960-их. Године 1962. МцЦлунг је користио нитробензен Керрову ћелију да постигне складиштење енергије и брзо ослобађање, тако да добије импулсни ласер велике вршне снаге. Појава К-свитцхинг технологије је важан напредак у историји развоја ласера ​​велике вршне снаге. Овим методом, континуирана или широкопулсна ласерска енергија се компресује у импулсе са изузетно уском временском ширином. Максимална снага ласера ​​се повећава за неколико редова величине. Технологија електрооптичког К-прекидања има предности кратког времена пребацивања, стабилног импулсног излаза, добре синхронизације и малог губитка у шупљини. Максимална снага излазног ласера ​​може лако да достигне стотине мегавата.

Електрооптички К-свитцхинг је важна технологија за добијање уске ширине импулса и ласера ​​велике вршне снаге. Његов принцип је да користи електро-оптички ефекат кристала за постизање наглих промена у губитку енергије ласерског резонатора, чиме се контролише складиштење и брзо ослобађање енергије у шупљини или ласерском медију. Електрооптички ефекат кристала се односи на физичку појаву у којој се индекс преламања светлости у кристалу мења са интензитетом примењеног електричног поља кристала. Појава у којој промена индекса преламања и интензитет примењеног електричног поља имају линеарну везу назива се линеарна електрооптика или Покелсов ефекат. Феномен да промена индекса преламања и квадрат примењене јачине електричног поља имају линеарну везу назива се секундарни електрооптички ефекат или Керров ефекат.

У нормалним околностима, линеарни електрооптички ефекат кристала је много значајнији од секундарног електрооптичког ефекта. Линеарни електро-оптички ефекат се широко користи у електро-оптичкој технологији К-прекидања. Постоји у свих 20 кристала са нецентросиметричним тачкастим групама. Али као идеалан електро-оптички материјал, ови кристали не само да имају очигледнији електро-оптички ефекат, већ и одговарајући опсег преноса светлости, висок праг оштећења ласера ​​и стабилност физичко-хемијских својстава, добре температурне карактеристике, лакоћу обраде, и да ли се може добити монокристал велике величине и високог квалитета. Уопштено говорећи, практични електро-оптички К-свитцхинг кристали треба да се вреднују са следећих аспеката: (1) ефективни електро-оптички коефицијент; (2) праг ласерског оштећења; (3) опсег преноса светлости; (4) електрична отпорност; (5) диелектрична константа; (6) физичка и хемијска својства; (7) обрадивост. Са развојем примене и технолошким напретком кратких импулса, високе фреквенције понављања и ласерских система велике снаге, захтеви за перформансама кристала са К-прекидањем настављају да расту.

У раној фази развоја електрооптичке К-свитцхинг технологије, једини практично коришћени кристали били су литијум ниобат (ЛН) и калијум ди-деутеријум фосфат (ДКДП). ЛН кристал има низак праг ласерског оштећења и углавном се користи у ласерима мале или средње снаге. Истовремено, због заосталости технологије припреме кристала, оптички квалитет ЛН кристала је дуго био нестабилан, што такође ограничава његову широку примену у ласерима. ДКДП кристал је кристал деутерисане фосфорне киселине калијум дихидроген (КДП). Има релативно висок праг оштећења и широко се користи у електро-оптичким ласерским системима са К-свитцхингом. Међутим, ДКДП кристал је склон таложењу и има дуг период раста, што у одређеној мери ограничава његову примену. Кристал рубидијум титанил оксифосфата (РТП), кристал баријум метабората (β-ББО), кристал лантан-галијум силиката (ЛГС), кристал литијум танталата (ЛТ) и кристал калијум титанил фосфата (КТП) се такође користе у електро-оптичком К-свитцхинг ласеру система.

WISOPTIC-DKDP POCKELS CELL

 Висококвалитетна ДКДП Поцкелс ћелија коју производи ВИСОПТИЦ (@1064нм, 694нм)

 

 


Време поста: 23.09.2021