上海光机所在KDP家族晶体产生深紫外激光方面取得新进展

中科院上海光机所高功率激光物理联合实验室前沿部在基于KDP家族晶体产生深紫外激光方面取得研究进展。相关成果以“Noncritical phase-matching fourth- and fifth-harmonic generation of 1077 nm laser using KDP-family crystals”为题发表于Optics Letters。 u.A}&'H  
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深紫外激光因具有波长短、时空分辨率高等显著优势，在许多领域都有重要的应用，如精密加工，等离子体诊断，以及物理和化学过程的探测。目前最常用的获得深紫外激光器的方法之一是基于非线性光学技术，利用非线性晶体通过1微米波段激光的五次谐波产生获深紫外激光。由于光学材料在高强度激光条件下面临严重的激光损伤，因此单位面积上可获得的激光脉冲能量和功率有不可逾越的上限，尤其是在深紫外光谱区域。要产生高通量的激光辐射，使用大口径晶体几乎是唯一有效的方法。KDP家族晶体是目前唯一可以实现米级生长尺寸的晶体，但由于相位匹配的限制，KDP家族晶体五次谐波产生实验通常只能在低温下进行，它们的应用和输出能量的提升受到了极大的限制。 ?n#$y@U  
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针对上述难题，通过理论计算不同波长下KDP家族晶体中四次和五次谐波产生所需的相位匹配温度，利用光参量放大产生1077 nm新频率激光，研究人员系统地实验演示了在ADP、KDP和DKDP晶体中非低温条件下可以实现1077 nm激光的非临界相位匹配四次和五次谐波产生。对于ADP和DKDP晶体，分别在74.0 ℃和132.5 ℃下实现了1077 nm激光的非临界相位匹配四次谐波产生。对于五次谐波产生，在KDP晶体中48.5 ℃下实现了非临界相位匹配。这一结果为在非低温条件下利用KDP家族晶体产生高能、高功率深紫外激光奠定了基础。 (g@X.*c8  
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相关工作得到了国家自然科学基金、上海市扬帆计划、中科院青年创新促进会、中科院先导专项课题等项目的支持。 Lv@WI6DM  
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相关链接：https://opg.optica.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-47-12-2947