KDP монокристаллы - требования

"А мочевина для чего? Тоже нелинейный кристалл? "
Да, тоже. На заре нелинейной оптики её использовали. По крайней мере, в справочниках параметры есть. Но сейчас не юзают. Может быть, тот же KDP по совокупности параметров лучше.

 

не ошибаюсь. ошибся только в длине волны. привык зелень на 532нм считать. а для показателя преломления он 546,07нм. нижний индекс после n обозначает длину волны, для которой описывается показатель преломления. оптическое материаловедение, первая лекция. e обозначает зелёный. если обратить внимание, то практически везде используется именно n e, для определения показателей преломления материалов. думаю, понятно почему.
маленько подробнее для справки:
[table:al53adb3][tr:al53adb3][td:al53adb3]спектр[/td:al53adb3][td:al53adb3]Обозначение[/td:al53adb3][td:al53adb3]длина волны[/td:al53adb3][td:al53adb3]привязанный символ[/td:al53adb3][td:al53adb3]характерные элементы[/td:al53adb3][/tr:al53adb3]
[tr:al53adb3][td:al53adb3]УФ[/td:al53adb3][td:al53adb3]n i[/td:al53adb3][td:al53adb3]312.6[/td:al53adb3][td:al53adb3]i[/td:al53adb3][td:al53adb3]Hg[/td:al53adb3][/tr:al53adb3]
[tr:al53adb3][td:al53adb3]УФ[/td:al53adb3][td:al53adb3]n i[/td:al53adb3][td:al53adb3]334.1[/td:al53adb3][td:al53adb3]i[/td:al53adb3][td:al53adb3]Hg[/td:al53adb3][/tr:al53adb3]
[tr:al53adb3][td:al53adb3]УФ[/td:al53adb3][td:al53adb3]n i[/td:al53adb3][td:al53adb3]365[/td:al53adb3][td:al53adb3]i[/td:al53adb3][td:al53adb3]Hg[/td:al53adb3][/tr:al53adb3]
[tr:al53adb3][td:al53adb3]Фиолет[/td:al53adb3][td:al53adb3]n h[/td:al53adb3][td:al53adb3]404.36[/td:al53adb3][td:al53adb3]h[/td:al53adb3][td:al53adb3]Hg[/td:al53adb3][/tr:al53adb3]
[tr:al53adb3][td:al53adb3]Синий[/td:al53adb3][td:al53adb3]n f ' (по-старому n g)[/td:al53adb3][td:al53adb3]435.83[/td:al53adb3][td:al53adb3]g[/td:al53adb3][td:al53adb3]Hg[/td:al53adb3][/tr:al53adb3]
[tr:al53adb3][td:al53adb3]Синий[/td:al53adb3][td:al53adb3]n f '[/td:al53adb3][td:al53adb3]479.99[/td:al53adb3][td:al53adb3]F'[/td:al53adb3][td:al53adb3]Cd[/td:al53adb3][/tr:al53adb3]
[tr:al53adb3][td:al53adb3]Синий[/td:al53adb3][td:al53adb3]n f ' (по-старому n f)[/td:al53adb3][td:al53adb3]486.13[/td:al53adb3][td:al53adb3]F[/td:al53adb3][td:al53adb3]H[/td:al53adb3][/tr:al53adb3]
[tr:al53adb3][td:al53adb3]Зелёный[/td:al53adb3][td:al53adb3]n e[/td:al53adb3][td:al53adb3]546.07[/td:al53adb3][td:al53adb3]e[/td:al53adb3][td:al53adb3]Hg[/td:al53adb3][/tr:al53adb3]
[tr:al53adb3][td:al53adb3]Зелёный[/td:al53adb3][td:al53adb3]n d[/td:al53adb3][td:al53adb3]587.56[/td:al53adb3][td:al53adb3]d[/td:al53adb3][td:al53adb3]He[/td:al53adb3][/tr:al53adb3]
[tr:al53adb3][td:al53adb3]Жёлтый[/td:al53adb3][td:al53adb3]n D[/td:al53adb3][td:al53adb3]589.29[/td:al53adb3][td:al53adb3]D[/td:al53adb3][td:al53adb3]Na[/td:al53adb3][/tr:al53adb3]
[tr:al53adb3][td:al53adb3]Красный[/td:al53adb3][td:al53adb3]n с ' (по-старому n c)[/td:al53adb3][td:al53adb3]656.27[/td:al53adb3][td:al53adb3]c[/td:al53adb3][td:al53adb3]Ca[/td:al53adb3][/tr:al53adb3]
[tr:al53adb3][td:al53adb3]Красный[/td:al53adb3][td:al53adb3]n c '[/td:al53adb3][td:al53adb3]643.85[/td:al53adb3][td:al53adb3]C '[/td:al53adb3][td:al53adb3]H[/td:al53adb3][/tr:al53adb3]
[tr:al53adb3][td:al53adb3]Красный[/td:al53adb3][td:al53adb3]n c ' (по-старому n r)[/td:al53adb3][td:al53adb3]706.52[/td:al53adb3][td:al53adb3]r[/td:al53adb3][td:al53adb3]He[/td:al53adb3][/tr:al53adb3][/table:al53adb3]
n о уже есть выше.
вторую букву считать нижним индексом

 

to winnorokomo
to мирон

Спасибо за ликбез. Вообще я думаю для многих форумчан эта инфа будет не лишней.
Все эти параметры я взял из прайса конкретного магазина продающего кристаллы KDP чтобы понять что реально народ продаёт-то. И похоже, действительно, проскакивает некоторая лажа, типа Optical Damage Threshold: >5 GW/cm 2 - действительно бессмысленно писать конкретную мощность без указания времени воздействия излучения, длины волны, угла и т.п.

 

этот параметр не зависит от времени излучения. длина волны тоже не играет значения в мощности. что 500мВт 532нм, что 500мВт 1064нм равняются 500мВт. указывается он без угла. при прямом ходе луча. угол здесь тоже ведь роли играть не будет. будет играть роль площадь воздействия. а её можно сделать одинаковой под любым углом

 

Ну, может я чего не понимаю, но мне кажется, что фемтосекундное воздействие и 5 минутное должны отличаться касательно пробоя. Это же в конце концов штука статистическая - пробивает с какой-то вероятностью, а она накапливается со временем... Для разных длин волн по идее вообще разные коэффициенты преломления и разные степени поглощения/прозрачности - тут одна и та же мощность точно должна давать разных айлюлей кристаллу. А для нелинейных кристаллов, у которых под разными углами вообще разные свойства (удвоение, утроение или просто пропускание луча) так по логике и пробивабельность должна сильно отличаться.
Но это всё мои классические умозрительные заключения. Реальность может быть сколь угодно неожиданной - это да...

 

ну может. не буду спорить. я нелинейными кристаллами сам только сейчас занялся и может что-то ещё недопонимаю или не знаю.

 

To winnorokomo: "не ошибаюсь".
Ошибаетесь, увы. То, что Вы написали в своём посте - это обозначения для фраунгоферовых линий. А у нас - о показателях преломления. Обыкновенном (o) и необыкновенном(e). Просто сравните две величины n o =1.4938 и n e =1.4599. Если бы первая относилась к 1064 нм, а вторая - к 532 нм, то как же быть с нормальной дисперсией кристалла? Ведь на указанных длинах волн KDP прозрачен. Как говаривал чеховский герой: "Такого не может быть, ибо не может быть никогда". Это я о нормальной дисперсии.

 

Да, в фемтосекундных системах пробиваемость выше, ибо там просто нереально огромные мощщи идут (порядка гигаваттов), при малых площадях воздействия (в лудшем случае сантиметры).
Как пример, лазер на парах меди мощностью 10 ватт, дает переодические импульсы до 50 киловатт, а его излучение потом в кристальчики загоняют.....
Так, что 5 минут просто 10 ваттами, кристалл кайфует, а 1 фемтосекунду гигаватом - может и сдохнет.

 

"Это же в конце концов штука статистическая - пробивает с какой-то вероятностью, а она накапливается со временем... Для разных длин волн по идее вообще разные коэффициенты преломления и разные степени поглощения/прозрачности"
Да. Для некоторых измерений автор(ы) указывают количество импульсов. Обычно 1, редко - что-то иное. Эффект накопления имеет место. Самое важное - это механизм пробоя. Чаще всего разрушение начинается на поверхности кристалла, ибо она (поверхность) отягощена нарушенныи и трещиноватым слоем, возникающим в процессе обработки. Микроскопические остатки абразива, СОЖ и т.д. Эти загрязнения начинают поглощать, греться и в итоге взрываются. Вот вам и пробой. Можно и в объёме пробить, но тогда фокусировать надо тоже в объём.
Если вы посмотрите в стравочники, то по порогу пробоя (Optical Damage Threshold) для популярных кристалов приводится несколько значений, которые весьма сильно различаются. Т.к автор справочника сам не меряет ничего, он просто даёт литературные данные. Несовпадение > 20-25%. Это в первую очередь именно технологическая разница в росте кристалла и его обработке. Кроме того, сказывается размер пятна. Ибо в малое попадает меньше дефектов и порог разрушения оказывается выше. Т.к. измеряют при норальном падении, то об угле падения ничего не пишут.

 

хм.. действительно... о дисперсии не подумал. признаю, что всё-таки ошибся. спасибо за поправки меня=)

 

Ну, в общем, шедевров пока нет, но мелочевка стабильно идёт какая-то. Тут обновления, если что:
http://picasaweb.google.ru/vpkulikovfoto3/KDP#
Так что если кто-то помимо winnorokomo хочет попробовать перетяжкой зажечь KDPшный кристаллик, тыкайте пальцем в фотку и я вам вот его безвозмездно вручу (боюсь это возможно только в Москве).

И у меня вот ещё какой вопрос. А сколько может стоить простенький инфракрасный или красный лазер с уже настроенной перетяжкой, с помощью которого можно попробовать проверить удвоение? Может кто-нить мне такой подгонит в обмен на горсть кристаллов ?

 

Начитавшись про кристаллы KDP, решил попробовать. Собственная попытка вырастить кристалл не увенчалась успехом - оставил испаряться при комнатной температуре, а нужно было подогревать. В результате крупных кристалликов не получилось, и вообще ничего не получилось. Ладно. Нашел готовый кристалл КДП, выращенный студентами в знакомом ВУЗе и попробовал посветить на него твердотельным лазером, имеющимся на работе. Поставил объектив с фокусным расстоянием 50 мм. Лазер имеет мощность 8-10 Вт, в непрерывном режиме. Импульсный не работает (блок управления затвора неисправен). Повертев кристалл в луче, убедился, что излучение проходит насквозь. Никакого зеленого луча или зеленых всполохов не добился . Через пяток минут при мощности 10 Вт кристалл сильно разогрелся и треснул. Кристалл был дефектным? Пробовать другой? Будет он удваивать частоту при такой мощности?

 

"Лазер имеет мощность 8-10 Вт, в непрерывном режиме. ...Повертев кристалл в луче, убедился, что излучение проходит насквозь. Никакого зеленого луча или зеленых всполохов не добился".

Судить трудно о том, каков был эксеримент на самом деле. НО:
1. получить непрерывное удвоение с приемлемой эффективностью удаётся при внутрирезонаторной установке кристалла. А это весьма непросто. Если же кристалл будет вне резонатора, то даже при оптимальной фокусировке к.п.д. перегонки в зелень будет ничтожной.
2. про "верчение" кристалла. оно выполнялось после расчёта синхронизма, с определением направления оптической оси в оном KDP, на прецизионном поворотном столике? Если нет, то и ничего быть не должно. IMHO, если кристалл не ориентирован и не вырезан под углом синхронизма, то лучше не заморачиваться и купить что-то готовое (KTP, например).

"...будет ли кристаллик работать в неодимовым твердотелом в свободной генерации?"
Крокодил лiтае? Да, тiльки низенько-низенько. (укр).
При "правильном " кристалле Вы, разуметтся, получите удвоение частоты. Но его эффективность будет очень низкой. Ведь мгновенная мощность (а к.п.д. преобразования её прямо пропорционально) просядет порядка на 4-5.

 

Мирон, да просто поставил кристалл в фокус объектива лазерной установки. Вне резонатора, конечно же. Вращал, прилепив кристалл к подходящему болту. А под каким углом должен быть вырезан кристалл? И почему же в зеленых лазерных указках он работает, ведь в 5-мВт указке даже 30 мВт 1064 нм не будет, и там непрерывный режим. Благодаря фокусировке в очень маленькое пятно?

 

Применительно к указкам работают два момента, улучшающих ситуацию:
1. обычно в качестве удвоителя используется кристалл KTP (КТiOРО4), про применение KDP/DKDP для этих конструкций не сышал. А эффективноесть первого для генерации второй гармоник много выше, чем последнего.
2. если Вы посмотрите на то, как построены зелёные указки (извините, хорошей ссылки я здесь дать не могу, указки - это не моё, но можно здесь: "КЭ", т. 30, №1. 2000, стр. 13), то увидите, что нелинейный криталл, в котором происходит удвоение частоты, "сидит" внутри резонатора. Для маломощных лазеров интенсивность в резонаторе примерно на порядок превышает таковую вне резонатора из-за того, что выходное зеркало имеет пропускние на уровне 10%.
Итог: имеем сносную эффективность преобразования во II гармонику.
По повду ориентации кристалла - читайте книги. Не могу же я перепечатывать их в форуме. Но я уже писал, что сделать генератор гармоники в домашних условиях практически невозможно. Нужно: сориентировать исходный кристалл (обычно это делается на рентгеновском дифрактометре), вырезать собственно оптический элемент из кристаллической заготовки, отполировать торцы, нанести на них покрытия. Это - целое оптическое производство. Извните, но повторюсь: проще купить что-то готовое под свои задачи. На ebay продаётся регулярно. Да и в России можно купить по случаю.

 

Подгнать то красный можно правда только из резака (ИК там слабенькие так побаловаться не знаю подойдет ли для опытов) Если подойдет то драйвер на LM можно и под ИК накрутиь. мощнее лазеров пока нет((( Вот только бы знать как эти кристаллы потом заюзать можно и какой нужно,чоб не просто из Раменского ехать.

 

Сейчас я задам возможно глупый, но таки вопрос- соблюдать полскопараллельность торцов при шлифовке кристалла реморрой нереальный, а можно ли срезать их под углом брюстера и использовать внешние зеркала ( их то юстировать я смогу нормально)? Я просто такого никогда не встречал. Ну и если да, то как срезать так \___\ или навстречу /___\?

 

Вопрос таки да. Ну почему Вы полагаете, что сделать брюстеровский срез - это проще, чем выставить торцы на параллельность? Поразмышляйте, и Вы быстро убедитесь, что обе задачи имеют одинаковый уровень сложности по технологии.