固体紫外激光器
固体紫外激光器按泵浦方式分为氙灯泵浦紫外激光器、氪灯泵浦紫外激光器以及新型的激光二极管泵浦全固态激光器。固体紫外激光器光电转换效率一般较低，而LD全固态紫外激光器则具有效率高、重频高、性能可靠、体积小、光束质量较好及功率稳定等特点。
由于紫外光子能量大，难以通过外激励源激励产生一定高功率的连续紫外激光，故实现紫外连续波激光一般是应用晶体材料非线性效应变频方法产生。全固态紫外激光谱线产生的方法一般有两种，一是直接对红外全固体激光器进行腔内或腔外3倍频或4倍频来得到紫外激光谱线；二是先利用倍频技术得到二次谐波然后再利用和频技术得到紫外激光谱线。前一种方法有效非线性系数小，转换效率低，后一种方法由于利用的是二次非线性极化率，转换效率比前一种高很多。晶体倍频可实现连续紫外激光，其光束形状为高斯型，所以光斑呈圆形，能量从中心到边缘逐渐下降。由于波长短和光束质量限制，光束可以聚焦在10微毫米量级范围。 [1]
气体紫外激光器
气体激光器包括以脉冲方式工作的准分子激光器、以连续方式工作的离子激光器和氦-镉激光器以及金属蒸气紫外激光器。气体紫外激光器的波长依赖于所使用的气体混合物类型。
准分子激光器是一种脉冲激光器，产生的光束呈非矩形，光束截面强度大致均匀且光斑边缘陡，其输出可使用掩膜技术来产生不同几何形状的光斑，也可使用全息术来产生具体的光束能量图样。准分子激光的产生可分3个过程，即：激光气体的激励过程、准分子生成反应过程和准分子解离过程。其激励方式有电子束激励、放电激励、光激励、微波激励和质子束激励等。不同活性物质产生不同波长的准分子激光，一般为紫外、远紫外和真空紫外波段。准分子激光器是二氧化碳激光器和YAG激光器之后的新一代激光器。其所发出的紫外短脉冲激光具有波长短、光子能量高等优点。常用的准分子激光器有ArF、KrCl、KrF等。激光脉冲频率一般在10~100Hz，有些特殊用途的能够达到1000Hz，平均功率一般在10~100W，脉冲宽度一般在ns量级。
金属蒸气紫外激光器主要指铜蒸气紫外激光器，它产生波长为511nm和578nm的光，利用混频和倍频则可产生波长为255nm，271nm和289nm的紫外辐射。激光器光束分布服从高斯分布。
气体激光器应用中的突出问题是设备占地面积大、可靠性有限、寿命短、高能耗和高费用。而且，准分子激光光束质量差，掩膜损失大。离子激光器和氦-镉激光器存在光束方向稳定性差的缺点。
半导体激光二极管
20世纪80年代中期以来，半导体制造技术的发展以及与激光技术的结合，催生了半导体激光二极管，这类兼具半导体和激光器特性的激光源，具有更高的峰值功率和较低的能耗，且它的发射脉宽也较窄，本身不需要温度和光学补偿，比传统的发射光源具有明显的优势，并成为中紫外波段AlGaN发展的重点方向。因为该波段紫外辐射的激发效率最高，其输出效率也比较高。
为了使紫外线辐射源更为实用化，半导体紫外二极管发展的一个方向是大幅缩小现有紫外激光器及其电源的体积和功耗，另一个方向是开发发射波长为280nm、功耗小于10mW的发光二极管以及发射波长为340nm、功耗小于25mW的激光二极管。
首页
