Quang phi tuyến - Sự phát tần số hiệu trong BBO

SỰ PHÁT TẦN SỐ HIỆU SỰ PHÁT TẦN SỐ HIỆU HIỆU SUẤT CAO TRONG HIỆU SUẤT CAO TRONG TINH THỂ BBO TINH THỂ BBO HV : La Phan Phương Hạ 1. Giới thiệu 2. Sơ đồ thực nghiệm 3. Kết quả - thảo luận 4. Kết luận 1. Giới thiệu 1. Giới thiệu - Laser màu phát ánh sáng xung cường độ cao, dễ điều chỉnh bước sóng ánh sáng phát ra  dùng nhiều trong nghiên cứu quang học hiện đại. - Giới hạn : bước sóng nằm trong miền giữa tử ngoại gần ( ≥ 320 nm) và hồng ngoại gần ( 900 nm)  Để laser màu phát được bước sóng ngắn hơn :  Tín hiệu ra của laser phải có tần số gấp đôi  Tần số tín hiệu ra của laser phải được tăng lên khi qua 1 môi trường phi tuyến nào đó 1. Giới thiệu 1. Giới thiệu Để tạo ra ánh sáng có bước sóng ngắn ( 0.9 – 1.5 μm )  ứng dụng sự phát tần số hiệu trong tinh thể phi tuyến BBO ( β-BaB 2 O 4 ) Tinh thể BBO ( β β barium borate ) : độ truyền qua cao, ngưỡng phá hủy cao, tính chất hóa học, tính chất cơ học tốt…, có tính hợp pha trong vùng bước sóng rộng  dùng trong phát sóng hài bậc hai từ 190 nm tới 1780 nm Tinh thể BBO Sự phát tần số hiệu ( DFG ) - Sóng bơm ( ω 3 ) cường độ mạnh tương tác với sóng tín hiệu ( ω 1 ) cường độ yếu  tạo ra sóng ω 2 = ω 3 - ω 1 - Đồng thời cường độ sóng ω 1 có thể được tăng cường khi góc hợp pha phù hợp 1. Giới thiệu 1. Giới thiệu - Để có sự phát tần số hiệu  có điều kiện hợp pha VD : laser màu ( 422,3 nm ) phát ra bước sóng 700 nm ở góc hợp pha 27,14o laser màu ( 694,7 nm ) phát ra bước sóng 2 μm ở góc hợp pha 20,05o  Để tạo ra ánh sáng có bước sóng ngắn ( 0.9 – 1.5 μm ) DFG giữa laser màu ( hoạt chất 6G : 490 – 625 nm ) và laser Nd:YAG ( 1064 μm ) Molecular formula C 28 H 3 1N 2 O 3 Cl Molar mass 479.02 g/mol Density 1.26 g/cm3 Bột Rhodamine 6G trong dung dịch methanol, phát ra bức xạ vàng khi chiếu laser xanh. DFG giữa laser màu ( hoạt chất 6G : 490 – 625 nm ) và laser Nd:YAG ( 1064 μm ) Laser màu ( hoạt chất 6G : 490 – 625 nm ) DFG giữa laser màu ( hoạt chất 6G : 490 – 625 nm ) và laser Nd:YAG ( 1064 μm ) Laser Nd:YAG ( 1064 μm ) Nd :YAG ( 1% Nd ) - Công thức : Y 2.97 Nd 0.03 Al 5 O 12 - Khối lượng của Nd : 0.725% - Số nguyên tử Nd trong 1 đvtt : 1.38×1020 /cm3 - Bước sóng phát ra : 1064 nm - Chuyển mức năng lượng : 4 F 3/2 → 4 I 11/2 Nd : YAG Laser Rod ( yttrium aluminium garnet pha tạp neodymium ) [...]... 3 Kết quả - Laser màu ( 42 mJ ở 564 nm ) - Laser Nd:YAG ( 33 mJ – 1064 μm )  Phát ra IR ( 4.5 mJ )  hiệu suất lượng tử 23 % 4 Kết luận - DFG trong tinh thể BBO ( từ laser màu và laser Nd : YAG ) cho phát ra IR năng lượng cao trong vùng 0.9 μm - 1.5 μm Hiệu suất lượng tử 23 % - Có thể tăng hiệu suất :  Thay đổi kích thước chùm tia  Phủ lớp chống phản xạ lên các thiết bị quang để tăng sự phát xạ IR... thước chùm IR ra : 7 mm Lăng kính Pellin-Broca Gương lưỡng sắc ( dichronic mirro) Sự hợp pha giữa laser màu và laser Nd : YAG Khi qua tinh thể BBO : - ứng với góc hợp pha 22,78o : Laser Nd : YAG được gấp đôi - ứng với góc hợp pha 30,30o : phát ra IR ở 368,7 nm Để phù hợp với điều kiện hợp pha :  Laser màu : phân cực thẳng  Laser Nd : YAG phân cực ngang  Tinh thể BBO dài 10 mm, cao 6.5mm ( dọc theo trục... năng lượng cao trong vùng 0.9 μm - 1.5 μm Hiệu suất lượng tử 23 % - Có thể tăng hiệu suất :  Thay đổi kích thước chùm tia  Phủ lớp chống phản xạ lên các thiết bị quang để tăng sự phát xạ IR  Tách phần phát xạ của laser Nd : YAG lên trước khi dùng để bơm cho laser màu . SỰ PHÁT TẦN SỐ HIỆU SỰ PHÁT TẦN SỐ HIỆU HIỆU SUẤT CAO TRONG HIỆU SUẤT CAO TRONG TINH THỂ BBO TINH THỂ BBO HV : La Phan Phương Hạ 1. Giới thiệu 2. Sơ đồ thực nghiệm 3. Kết quả -. 1. Giới thiệu 1. Giới thiệu Để tạo ra ánh sáng có bước sóng ngắn ( 0.9 – 1.5 μm )  ứng dụng sự phát tần số hiệu trong tinh thể phi tuyến BBO ( β-BaB 2 O 4 ) Tinh thể BBO ( β β barium borate. laser màu phát được bước sóng ngắn hơn :  Tín hiệu ra của laser phải có tần số gấp đôi  Tần số tín hiệu ra của laser phải được tăng lên khi qua 1 môi trường phi tuyến nào đó 1. Giới thiệu 1.