Laser bleu monomode haute puissance de 457 nm

fréquence unique haute puissance de 457 nmlaser bleu
Conception du trajet optique d'un laser bleu monomode haute puissance de 457 nm à fréquence unique
La source de pompage utilisée est un réseau de diodes laser couplées à une fibre optique de 30 W. Ensuite, un résonateur annulaire est sélectionné pour la sélection de mode. Sa face d'extrémité est pompée par un cristal de vanadate d'yttrium dopé au Nd³⁺ (Nd:YVO₄) de 5 mm de longueur et à une concentration de 0,1 %. Puis, à travers une cavité à cristal de triborate de lithium (LBO) de type I à accord de phase, le second harmonique est généré pour obtenir un rayonnement monomode de haute puissance à 457 nm.laserLorsque la puissance de pompage est de 30 W, la puissance de sortie du laser monomode à 457 nm est de 5,43 W, la longueur d'onde centrale est de 457,06 nm, le rendement de conversion optique est de 18,1 % et la stabilité de puissance sur une heure est de 0,464 %. Le laser à 457 nm fonctionne en mode fondamental au sein du résonateur. Les facteurs de qualité du faisceau selon les axes x et y sont respectivement de 1,04 et 1,07, et l'ellipticité du point lumineux est de 97 %.

Description du trajet optique de la lumière bleue de haute puissancelaser à fréquence unique
La source de pompage utilise une fibre optique coupléediode laser à semi-conducteurréseau avec une longueur d'onde centrale de 808 nm, une puissance de sortie continue de 30 W et un diamètre de cœur de fibre de 400 μm, avec une ouverture numérique de 0,22.
La lumière de la pompe est collimatée et focalisée par deux lentilles plan-convexes d'une distance focale de 20 mm, puis incidente sur lecristal laserLe cristal laser est un cristal Nd:YVO4 de 3 mm × 3 mm × 5 mm, dopé à 0,1 %, avec des films antireflets déposés à 808 nm et 914 nm à ses deux extrémités. Le cristal est enveloppé d'une feuille d'indium et placé dans un dispositif de serrage en cuivre. La température de ce dispositif est contrôlée avec précision à 15 °C par un refroidisseur de semi-conducteurs.
Le résonateur est une cavité annulaire à quatre miroirs composée de M1, M2, M3 et M4.
M1 est un miroir plan doté de films antireflets de 808 nm, 1064 nm et 1342 nm (R < 0,05 %) et d'un film à réflexion totale de 914 nm (R > 99,8 %) ; M4 est un miroir de sortie plan doté d'un film à réflexion totale de 914 nm (R > 99,8 %) et de films antireflets de 457 nm, 1064 nm et 1342 nm (R < 0,02 %) ; M2 et M3 sont tous deux des miroirs plan-concaves de rayon de courbure r = 100 mm, dotés de films antireflets de 1064 nm et 1342 nm (R < 0,05 %) sur la face plane et de films à réflexion totale de 914 nm et 457 nm (R > 99,8 %) sur la face concave.
La lame demi-onde et le cristal TGG, placés dans le champ magnétique, sont tous deux dotés de films antireflets de 914 nm (R < 0,02 %). L'introduction d'un dispositif optique unidirectionnel, composé du TGG et de la lame demi-onde, contraint le laser à fonctionner de manière unidirectionnelle dans le résonateur annulaire, garantissant ainsi son fonctionnement stable en régime monofréquence. Le cristal FP, de dimension 2 mm et à réflectivité double face de 50 %, assure un rétrécissement secondaire de la bande passante du laser dans la cavité. Le cristal LBO, utilisé comme cristal de doublage de fréquence, mesure 3 mm × 3 mm × 15 mm et est revêtu de films antireflets de 914 nm et 457 nm (R < 0,02 %). Il présente une adaptation de phase de type I, un angle de coupe θ = 90° et un angle de déphasage φ = 21,9°.