Klassifisering av ultrafiolette lasere

Solid state ultrafiolett laser
Solid state ultrafiolette lasere kan deles inn i xenonlampepumpede ultrafiolette lasere, kryptonlampepumpede ultrafiolette lasere og nye typer laserdiodepumpede solid state lasere i henhold til deres pumpemetoder. Solid state ultrafiolette lasere har generelt lav fotoelektrisk konverteringseffektivitet, mens LD alle solid state ultrafiolette lasere har egenskaper som høy effektivitet, høy repetisjonshastighet, pålitelig ytelse, liten størrelse, god strålekvalitet og stabil kraft.
På grunn av den høye energien til ultrafiolette fotoner, er det vanskelig å generere en viss mengde høyeffekts kontinuerlig ultrafiolett laser gjennom eksterne eksitasjonskilder. Derfor oppnås realiseringen av ultrafiolett kontinuerlig bølgelaser generelt ved å bruke den ikke-lineære effektfrekvenskonverteringsmetoden for krystallmaterialer. Det er generelt to metoder for å generere ultrafiolette laserspektrallinjer i all fast tilstand. Den ene er å direkte utføre intrakavitet eller intrakavitet 3. eller 4. harmonisk generasjon på en infrarød helt solid laser for å oppnå ultrafiolette laserspektrallinjer; Den andre er å først bruke frekvensdoblingsteknologi for å oppnå den andre harmoniske, og deretter bruke sumfrekvensteknologi for å oppnå ultrafiolette laserspektrallinjer. Den førstnevnte metoden har en liten effektiv ikke-lineær koeffisient og lav konverteringseffektivitet, mens sistnevnte metode har en mye høyere konverteringseffektivitet på grunn av bruken av kvadratisk ikke-lineær polariserbarhet. Krystallfrekvensdobling kan oppnå kontinuerlig ultrafiolett laser, og stråleformen er gaussisk, så stedet er sirkulært, og energien avtar gradvis fra sentrum til kanten. På grunn av begrensninger for kort bølgelengde og strålekvalitet, kan strålen fokuseres i området 10 mikrometer.
Gass ultrafiolett laser
Gasslasere inkluderer excimerlasere som opererer på en pulsert måte, ionelasere som opererer på en kontinuerlig måte, heliumkadmiumlasere og ultrafiolette metalldamplasere. Bølgelengden til en gass ultrafiolett laser avhenger av typen gassblanding som brukes.
Excimer laser er en type pulserende laser som produserer en ikke-rektangulær stråle med et omtrent jevnt stråletverrsnitt og bratte flekkkanter. Utgangen kan genereres ved hjelp av masketeknologi for å produsere forskjellige geometriske former av flekker, eller holografi for å generere spesifikke stråleenergimønstre. Generering av excimer-laser kan deles inn i tre prosesser: eksiteringsprosessen for lasergass, reaksjonsprosessen for excimer-generering og dissosiasjonsprosessen til excimer. Eksitasjonsmetodene inkluderer elektronstråleeksitasjon, utladningseksitasjon, lyseksitasjon, mikrobølgeeksitasjon og protonstråleeksitasjon. Ulike aktive stoffer produserer excimer-lasere med forskjellige bølgelengder, vanligvis i de ultrafiolette, langt ultrafiolette og vakuum-ultrafiolette båndene. Excimer-lasere er en ny generasjon lasere etter karbondioksidlasere og YAG-lasere. Den ultrafiolette kortpulslaseren som sendes ut av den har fordelene med lang bølgelengde og høy fotonenergi. Vanlige brukte excimer-lasere inkluderer ArF, KrCl, KrF osv. Laserpulsfrekvensen er vanligvis mellom 10-100Hz, og noen spesielle applikasjoner kan nå 1000Hz. Den gjennomsnittlige effekten er vanligvis mellom 10-100W, og pulsbredden er vanligvis i ns-området.
Metalldamp ultrafiolett laser refererer hovedsakelig til kobberdamp ultrafiolett laser, som produserer lys med bølgelengder på 511nm og 578nm. Ved å bruke blanding og dobling kan ultrafiolett stråling med bølgelengder på 255nm, 271nm og 289nm genereres. Laserstrålefordelingen følger en gaussisk fordeling.
De fremtredende problemene ved bruk av gasslasere er stort utstyrsfotavtrykk, begrenset pålitelighet, kort levetid, høyt energiforbruk og høye kostnader. Dessuten er kvaliteten på excimer-laserstrålen dårlig og masketapet er stort. Ionelasere og heliumkadmiumlasere har ulempen med dårlig stråleretningsstabilitet.
Halvleder laserdiode
Siden midten av-1980årene har utviklingen av halvlederproduksjonsteknologi og integrering med laserteknologi gitt opphav til halvlederlaserdioder. Disse typer laserkilder, som kombinerer halvleder- og laseregenskaper, har høyere toppeffekt og lavere energiforbruk, og deres emisjonspulsbredde er også smal. De krever ikke temperatur og optisk kompensasjon, og har åpenbare fordeler i forhold til tradisjonelle emisjonslyskilder. De har blitt en nøkkelretning for utviklingen av AlGaN i det midtre ultrafiolette båndet. Fordi eksitasjonseffektiviteten til ultrafiolett stråling i dette båndet er høyest, og utgangseffektiviteten er også relativt høy.
For å gjøre ultrafiolette strålingskilder mer praktiske, er en retning for utviklingen av halvleder ultrafiolette dioder å redusere volumet og strømforbruket til eksisterende ultrafiolette lasere og deres strømforsyninger. En annen retning er å utvikle lysemitterende dioder med emisjonsbølgelengder på 280nm og strømforbruk mindre enn 10mW, samt laserdioder med emisjonsbølgelengder på 340nm og strømforbruk mindre enn 25mW.