Classificació dels làsers ultraviolats

Làser ultraviolat d'estat sòlid
Els làsers ultraviolats d'estat sòlid es poden dividir en làsers ultraviolats bombejats amb làmpada de xenó, làsers ultraviolats bombejats amb làmpada de cripton i nous tipus de làsers d'estat sòlid bombejats amb díode làser segons els seus mètodes de bombeig. Els làsers ultraviolats d'estat sòlid generalment tenen una eficiència de conversió fotoelèctrica baixa, mentre que tots els làsers ultraviolats d'estat sòlid tenen característiques com ara alta eficiència, alta taxa de repetició, rendiment fiable, mida petita, bona qualitat del feix i potència estable.
A causa de l'alta energia dels fotons ultraviolats, és difícil generar una certa quantitat de làser ultraviolat continu d'alta potència mitjançant fonts d'excitació externes. Per tant, la realització del làser d'ona contínua ultraviolada s'aconsegueix generalment mitjançant l'ús del mètode de conversió de freqüència d'efecte no lineal dels materials de cristall. En general, hi ha dos mètodes per generar línies espectrals làser ultraviolats en tot estat sòlid. Un és realitzar directament la generació d'harmònics de 3a o 4a intracavitat o intracavitat en un làser sòlid infraroig per obtenir línies espectrals làser ultraviolada; El segon és utilitzar primer la tecnologia de duplicació de freqüència per obtenir el segon harmònic, i després utilitzar la tecnologia de freqüències de suma per obtenir línies espectrals làser ultraviolat. El primer mètode té un petit coeficient no lineal efectiu i una baixa eficiència de conversió, mentre que el segon mètode té una eficiència de conversió molt més alta a causa de l'ús de la polarització quadràtica no lineal. La duplicació de la freqüència de cristall pot aconseguir làser ultraviolat continu, i la seva forma de feix és gaussiana, de manera que el punt és circular i l'energia disminueix gradualment des del centre fins a la vora. A causa de les limitacions de la longitud d'ona curta i la qualitat del feix, el feix es pot enfocar en el rang de 10 micròmetres.
Làser ultraviolat de gas
Els làsers de gas inclouen làsers excímers que funcionen de manera polsada, làsers d'ions que funcionen de manera contínua, làsers d'heli cadmi i làsers ultraviolats de vapor metàl·lic. La longitud d'ona d'un làser ultraviolat de gas depèn del tipus de mescla de gas utilitzada.
El làser excímer és un tipus de làser polsat que produeix un feix no rectangular amb una secció transversal del feix aproximadament uniforme i vores de punt pronunciat. La seva sortida es pot generar mitjançant la tecnologia de màscara per produir diferents formes geomètriques de taques, o holografia per generar patrons d'energia de feix específics. La generació del làser excimer es pot dividir en tres processos: el procés d'excitació del gas làser, el procés de reacció de generació d'excimer i el procés de dissociació de l'excimer. Els mètodes d'excitació inclouen l'excitació del feix d'electrons, l'excitació de descàrrega, l'excitació de la llum, l'excitació de microones i l'excitació del feix de protons. Diferents substàncies actives produeixen làsers excímers de diferents longituds d'ona, generalment a les bandes ultraviolada, ultraviolada llunyana i ultraviolada al buit. Els làsers excimer són una nova generació de làsers després dels làsers de diòxid de carboni i els làsers YAG. El làser de pols curt ultraviolat emès per ell té els avantatges de la longitud d'ona llarga i l'alta energia fotogràfica. Els làsers excímers que s'utilitzen habitualment inclouen ArF, KrCl, KrF, etc. La freqüència del pols làser se situa generalment entre 10-100Hz i algunes aplicacions especials poden arribar als 1000Hz. La potència mitjana se situa generalment entre 10-100W i l'amplada del pols es troba generalment en el rang ns.
El làser ultraviolat de vapor metàl·lic es refereix principalment al làser ultraviolat de vapor de coure, que produeix llum amb longituds d'ona de 511 nm i 578 nm. Mitjançant la barreja i la duplicació, es pot generar radiació ultraviolada amb longituds d'ona de 255 nm, 271 nm i 289 nm. La distribució del raig làser segueix una distribució gaussiana.
Els problemes destacats en l'aplicació de làsers de gas són una gran petjada d'equips, una fiabilitat limitada, una vida útil curta, un alt consum d'energia i un alt cost. A més, la qualitat del raig làser excimer és deficient i la pèrdua de màscara és gran. Els làsers d'ions i els làsers d'heli cadmi tenen l'inconvenient d'una mala estabilitat de la direcció del feix.
Díode làser semiconductor
Des de mitjans-1980, el desenvolupament de la tecnologia de fabricació de semiconductors i la seva integració amb la tecnologia làser han donat lloc als díodes làser semiconductors. Aquest tipus de fonts làser, que combinen característiques de semiconductors i làser, tenen una potència màxima més alta i un menor consum d'energia, i la seva amplada de pols d'emissió també és estreta. No requereixen compensació de temperatura i òptica, i tenen avantatges evidents respecte a les fonts de llum d'emissió tradicionals. S'han convertit en una direcció clau per al desenvolupament d'AlGaN a la banda ultraviolada mitjana. Com que l'eficiència d'excitació de la radiació ultraviolada en aquesta banda és la més alta i la seva eficiència de sortida també és relativament alta.
Per tal de fer que les fonts de radiació ultraviolada siguin més pràctiques, una direcció del desenvolupament de díodes ultraviolats semiconductors és reduir significativament el volum i el consum d'energia dels làsers ultraviolats existents i les seves fonts d'alimentació. Una altra direcció és desenvolupar díodes emissors de llum amb longituds d'ona d'emissió de 280 nm i consum d'energia inferior a 10 mW, així com díodes làser amb longituds d'ona d'emissió de 340 nm i consum d'energia inferior a 25 mW.