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不同波长三倍频DKDP晶体的激光损伤

2012-08-19 07:21
风频浪劲
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  (3)从实验结果看,激光退火对于不同波长的提升效果有一定差距,如:基频提升35%左右,而三倍频可以提升到2.5倍以上;

  (4)在三倍频转换过程中,当进入三倍频晶体的基频与二倍频光子数之比为1∶1时可以获得高的三倍频转换效率,这就意味着在入射到三倍频晶体之前由基频到倍频的转换效率约为2/3,即66.7%左右。

  以往的理论和实验研究均表明,高能量条件下由入射到倍频晶体之前的基频算起到最终三倍频输出的转换效率约为50%~90%。因此,如果假设入射倍频晶体之前的初始基频能量为1,则三倍频DKDP晶体在最佳工作状态下所承受激光的能量情况大致如此:前表面有33.3%的基频光和66.7%的倍频光入射,后表面有50%~90%的三倍频光、33%~7%的剩余倍频光、17%~3%的剩余基频光出射(由于三倍频过程消耗相同数目的基频光子和倍频光子,因此理论上三倍频之后剩余的倍频光子数与基频光子数仍应相等,能量比约为2∶1)。综上所述,三倍频晶体所承受的主要激光能量为66.7%的入射倍频光和50%~90%的出射三倍频光,三倍频光与倍频光的能量密度比为0.75~1.35。结合表1所列数据可知,无论是Son1还是Ron1模式,对输出能量起主要限制作用的还是三倍频损伤阈值。这也就意味着三倍频DKDP晶体在工作过程中其体损伤有可能最先出现在输出面附近,从应用角度考虑应将光学质量高、加工条件好的表面作为三倍频晶体的输出面。

  图6DKDP晶体体损伤几率与三倍频光通量的关系

  图6为DKDP晶体体损伤几率与三倍频光通量的关系图(脉冲宽度6.0ns),从图中可以看到0损伤几率下晶体损伤阈值只有3.04,而采用50%几率作为损伤评判标准时,晶体损伤阈值可以达到5.00以上。目前国内尚无明确的损伤定义,ICF工程中应选用何种标准仍需结合转换效率、光束质量等因素作进一步探讨。

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