非線性晶體的使用壽命

時間：2022-10-09作者：南京光寶光電科技有限公司瀏覽：170

伴隨著激光設備發(fā)展到今天，非線性介質也得到了巨大進步。非線性晶體發(fā)展趨勢非常好，備受國家特別重視。在大多數情況下，用于非線性頻率轉換的非線性晶體具備很長的使用壽命，壽命比整體激光器的壽命還要長。晶體在使用中基本上不會被改變。但是，晶體壽命降低能發(fā)生在多種情況下：如在非線性頻率轉換中：

操作過程中太高的光強度將會頃刻間損壞晶體。遺憾的是，為了實現足夠高的轉換效率，非線性晶體經常要在接近它們的光學損耗閾值附近運行。這就意味著在轉換效率和晶體壽命間的一個權衡。需要注意，即便標稱的強度小于象征性損傷閾值，可能仍然存在問題。

即使為避免瞬間損耗，晶體遠遠**閾值運行，一些晶體材料在一些使用的部分展示出持續(xù)的退化，比如，以“灰度追蹤”的形式退化。這種情況在晶體運行在紫外光波段運行時尤其普遍。值得關注的是，逐漸的退化會積累熱量，過熱的產生能瞬間引起災難性的損傷。

當吸濕的晶體材料無法維持在充足干燥的空氣(或干燥的惰性氣體)中時，它們會惡化。這種晶體用于KDP和BBO，在LBO中使用較少。保持這種晶體處在一個相對較高的溫度是很有幫助的，較高的溫度使這種晶體容易保持干燥。

為了達到相位匹配，使非線性晶體在**室溫的溫度下運行通常是有問題的，因為如果周圍空氣不是很干燥的話，那樣可能引起水冷凝在晶體表面。即使晶體材料或涂層對水不敏感，相較于通常情況，微小的水滴會將激光的聚焦得較厲害，從而損傷晶體材料。

當溫度快速變化或頻繁變化的時候，在晶體恒溫箱中的非臨界相位匹配晶體會出現問題。尤其地，抗反射膜會由于不同的材料膨脹系數而被損傷。

盡管退化現象好像是材料的本質上的限制，晶體壽命很大程度上依賴于材料質量。

為產生高功率紫外線，非線性晶體就會變成消耗品：它們在激光器系統(tǒng)(例如，每運行幾百小時)的壽命過程中需要被經常更換。通常，幾個問題性因素在紫外產生體系中一起出現：晶體材料通常對紫外光(具有高的光子能量)較敏感，在這個體系中展示出較高的吸收率，在**短脈沖情況下，高的群速度失配需要使用較短的晶體，較短的晶體在轉換效率不變的情況下需要較高的光強度。


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