Klassificering af ultraviolette lasere

Fast tilstand ultraviolet laser
Solid state ultraviolette lasere kan opdeles i xenon lampe pumpede ultraviolette lasere, krypton lampe pumpede ultraviolette lasere og nye typer laserdiode pumpede solid state lasere i henhold til deres pumpemetoder. Solid state ultraviolette lasere har generelt lav fotoelektrisk konverteringseffektivitet, mens LD alle solid state ultraviolette lasere har egenskaber som høj effektivitet, høj gentagelseshastighed, pålidelig ydeevne, lille størrelse, god strålekvalitet og stabil effekt.
På grund af den høje energi af ultraviolette fotoner er det vanskeligt at generere en vis mængde højeffekt kontinuerlig ultraviolet laser gennem eksterne excitationskilder. Derfor opnås realiseringen af ​​ultraviolet kontinuerlig bølgelaser generelt ved at bruge den ikke-lineære effektfrekvenskonverteringsmetode for krystalmaterialer. Der er generelt to metoder til generering af ultraviolette laserspektrallinjer i al fast tilstand. Den ene er direkte at udføre intrakavitet eller intrakavitet 3. eller 4. harmonisk generation på en infrarød helt solid laser for at opnå ultraviolette laserspektrallinjer; Den anden er først at bruge frekvensfordoblingsteknologi til at opnå den anden harmoniske, og derefter bruge sumfrekvensteknologi til at opnå ultraviolette laserspektrallinjer. Den førstnævnte metode har en lille effektiv ikke-lineær koefficient og lav konverteringseffektivitet, mens den sidstnævnte metode har en meget højere konverteringseffektivitet på grund af brugen af ​​kvadratisk ikke-lineær polariserbarhed. Krystalfrekvensfordobling kan opnå kontinuerlig ultraviolet laser, og dens stråleform er gaussisk, så stedet er cirkulært, og energien falder gradvist fra midten til kanten. På grund af begrænsninger af kort bølgelængde og strålekvalitet kan strålen fokuseres i området 10 mikrometer.
Gas ultraviolet laser
Gaslasere omfatter excimer-lasere, der fungerer på en pulseret måde, ion-lasere, der fungerer på en kontinuerlig måde, helium-cadmium-lasere og metaldamp-ultraviolette lasere. Bølgelængden af ​​en ultraviolet gaslaser afhænger af den anvendte type gasblanding.
Excimer-laser er en type pulserende laser, der producerer en ikke-rektangulær stråle med et nogenlunde ensartet stråletværsnit og stejle pletkanter. Dets output kan genereres ved hjælp af masketeknologi til at producere forskellige geometriske former af pletter eller holografi til at generere specifikke stråleenergimønstre. Genereringen af ​​excimer-laser kan opdeles i tre processer: excimer-gassens excitationsprocessen, excimer-genereringens reaktion og excimer-dissocieringsprocessen. Excitationsmetoderne inkluderer elektronstråleexcitation, udladningsexcitation, lysexcitation, mikrobølgeexcitation og protonstråleexcitation. Forskellige aktive stoffer producerer excimerlasere med forskellige bølgelængder, generelt i de ultraviolette, langt ultraviolette og vakuum ultraviolette bånd. Excimer-lasere er en ny generation af lasere efter kuldioxidlasere og YAG-lasere. Den ultraviolette korte pulslaser, der udsendes af den, har fordelene ved lang bølgelængde og høj fotonenergi. Almindeligt anvendte excimerlasere omfatter ArF, KrCl, KrF osv. Laserpulsfrekvensen er generelt mellem 10-100Hz, og nogle specielle applikationer kan nå 1000Hz. Den gennemsnitlige effekt er generelt mellem 10-100W, og pulsbredden er generelt i ns-området.
Metaldamp ultraviolet laser refererer hovedsageligt til kobberdamp ultraviolet laser, som producerer lys med bølgelængder på 511nm og 578nm. Ved at bruge blanding og fordobling kan der genereres ultraviolet stråling med bølgelængder på 255nm, 271nm og 289nm. Laserstrålefordelingen følger en Gauss-fordeling.
De fremtrædende problemer ved anvendelsen af ​​gaslasere er stort udstyrsfodaftryk, begrænset pålidelighed, kort levetid, højt energiforbrug og høje omkostninger. Desuden er kvaliteten af ​​excimer-laserstrålen dårlig, og masketabet er stort. Ionlasere og heliumcadmiumlasere har ulempen ved dårlig stråleretningsstabilitet.
Halvleder laserdiode
Siden midten af-1980erne har udviklingen af ​​halvlederfremstillingsteknologi og dens integration med laserteknologi givet anledning til halvlederlaserdioder. Disse typer laserkilder, som kombinerer halvleder- og laserkarakteristika, har højere spidseffekt og lavere energiforbrug, og deres emissionsimpulsbredde er også smal. De kræver ikke temperatur- og optisk kompensation og har åbenlyse fordele i forhold til traditionelle emissionslyskilder. De er blevet en nøgleretning for udviklingen af ​​AlGaN i det mellemste ultraviolette bånd. Fordi excitationseffektiviteten af ​​ultraviolet stråling i dette bånd er den højeste, og dens outputeffektivitet er også relativt høj.
For at gøre ultraviolette strålingskilder mere praktiske er en retning for udviklingen af ​​halvleder-ultraviolette dioder at reducere volumen og strømforbruget af eksisterende ultraviolette lasere og deres strømforsyninger betydeligt. En anden retning er at udvikle lysemitterende dioder med emissionsbølgelængder på 280nm og strømforbrug mindre end 10mW, samt laserdioder med emissionsbølgelængder på 340nm og strømforbrug mindre end 25mW.