ワット級オールソリッドステート単一周波数248 nm DUV光源

科学分野:

• レーザー物理学およびフォトニクス
• 非線形光学
• 深紫外（DUV）技術

背景:

• オールソリッドステート深紫外（DUV）レーザー光源は、さまざまな科学的および産業的用途に不可欠です。
• 248 nmの以前のDUV光源は平均出力が限られており、実用的な利用を妨げていました。
• 和周波発生（SFG）は、より短い波長を生成するための重要な非線形光学プロセスです。

研究 の 目的:

• 大幅に改善された平均出力を備えたオールソリッドステート単一周波数248 nm深紫外（DUV）光源を実現すること。
• DUV出力のための和周波発生プロセスの変換効率を高めること。
• パルスエネルギーを増加させ、非線形結晶パラメータを最適化する方法を調査すること。

主な方法:

• パルス励起を採用して、1064 nm基本レーザードライバーのパルスエネルギーを増強しました。
• シミュレーションガイド最適化を利用して、827 nm光パラメトリック発振器（OPO）の三硼酸リチウム（LBO）結晶の最適な長さを決定しました。
• 355 nmと827 nmのレーザー間の和周波発生（SFG）を実装して、248 nm出力を生成しました。

主要な成果:

• 4 kHzの繰り返し周波数で、1064 nmから248 nmへの全体変換効率を1.41%から3.93%に向上させました。
• M²ビーム品質係数を1.61（x方向）および1.10（y方向）と測定し、線幅は約270 MHzでした。

結論:

• 本研究は、オールソリッドステート単一周波数248 nm DUV光源の初のワット級出力を報告するものです。
• パルス励起と最適化されたOPO結晶長の組み合わせにより、DUV生成効率が大幅に向上します。
• 達成された性能は、高出力、狭線幅DUVレーザー技術における実質的な進歩を示しています。