非线性晶体的使用寿命

时间：2022-10-09作者：南京光宝光电科技有限公司浏览：169

伴随着激光设备发展到今天，非线性介质也得到了巨大进步。非线性晶体发展趋势非常好，备受国家特别重视。在大多数情况下，用于非线性频率转换的非线性晶体具备很长的使用寿命，寿命比整体激光器的寿命还要长。晶体在使用中基本上不会被改变。但是，晶体寿命降低能发生在多种情况下：如在非线性频率转换中：

操作过程中太高的光强度将会顷刻间损坏晶体。遗憾的是，为了实现足够高的转换效率，非线性晶体经常要在接近它们的光学损耗阈值附近运行。这就意味着在转换效率和晶体寿命间的一个权衡。需要注意，即便标称的强度小于象征性损伤阈值，可能仍然存在问题。

即使为避免瞬间损耗，晶体远远低于阈值运行，一些晶体材料在一些使用的部分展示出持续的退化，比如，以“灰度追踪”的形式退化。这种情况在晶体运行在紫外光波段运行时尤其普遍。值得关注的是，逐渐的退化会积累热量，过热的产生能瞬间引起灾难性的损伤。

当吸湿的晶体材料无法维持在充足干燥的空气(或干燥的惰性气体)中时，它们会恶化。这种晶体用于KDP和BBO，在LBO中使用较少。保持这种晶体处在一个相对较高的温度是很有帮助的，较高的温度使这种晶体容易保持干燥。

为了达到相位匹配，使非线性晶体在低于室温的温度下运行通常是有问题的，因为如果周围空气不是很干燥的话，那样可能引起水冷凝在晶体表面。即使晶体材料或涂层对水不敏感，相较于通常情况，微小的水滴会将激光的聚焦得更厉害，从而损伤晶体材料。

当温度快速变化或频繁变化的时候，在晶体恒温箱中的非临界相位匹配晶体会出现问题。尤其地，抗反射膜会由于不同的材料膨胀系数而被损伤。

尽管退化现象好像是材料的本质上的限制，晶体寿命很大程度上依赖于材料质量。

为产生高功率紫外线，非线性晶体就会变成消耗品：它们在激光器系统(例如，每运行几百小时)的寿命过程中需要被经常更换。通常，几个问题性因素在紫外产生体系中一起出现：晶体材料通常对紫外光(具有高的光子能量)更敏感，在这个体系中展示出更高的吸收率，在**短脉冲情况下，高的群速度失配需要使用更短的晶体，更短的晶体在转换效率不变的情况下需要更高的光强度。


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