CS255047B1

CS255047B1 - A method for increasing the optical quality of products from monocrystals of lithium niobium

Info

Publication number: CS255047B1
Application number: CS866706A
Authority: CS
Inventors: Michal Koselja; Jiri Kvapil; Bohumil Perner; Josef Kvapil; Vaclav John
Original assignee: Michal Koselja; Jiri Kvapil; Bohumil Perner; Josef Kvapil; Vaclav John
Priority date: 1986-09-17
Filing date: 1986-09-17
Publication date: 1988-02-15
Also published as: CS670686A1

Abstract

Způsob zvýšení optické jakosti výrobků z monokrystalů niobičnanu lithného pro účely nelineární optiky, zejména pro použití v laserové technioe prozařováním výrobků světlem, ve kterém energie odpovídající vlnovým délkám 1 070 až 1 150 nm činí alespoň 25 J na 1 cm2 průřezu výrobku, kolmého ke směru prozařování.A method of increasing the optical quality of products made of lithium niobate single crystals for the purposes of nonlinear optics, in particular for use in laser technology, by irradiating the products with light, in which the energy corresponding to wavelengths of 1,070 to 1,150 nm is at least 25 J per 1 cm2 of the product cross-section, perpendicular to the direction of irradiation.

Description

Vynález se týká způsobu zvýšení optické jakosti mono Krystalů, respektive výrobků z monokrystalů niobičnanu lithného pro účely nelineární optiky.The present invention relates to a method for enhancing the optical quality of mono-crystals or products of lithium niobate monocrystals, respectively, for the purposes of non-linear optics.

Monokrystaly niobičnanu lithného patří v současné době k základním materiálům nelineární optiky, kde principiálně mohou být využity například k generaci druhé harmonické frekvence řady běžně používaných laserových záření, ale také v elektrooptiokých modulátorech, parametrických oscilátorech a dalších zařízeních. Nevýhodou tohoto jinak mimořádně perspektivního materiálu je tvorba světlem indukovaných poruch. Tyto poruchy jsou dvojího typuj jednak jsou to obvyklá berevná centra, projevující se zvýšenou absorpcí, jednak je to kolísání indexu lomu· Ačkoliv lze oba typy poruch částečně omezit zvýšením provozní teploty, představují uvedené závady vážné praktické omezení využitelnosti monokrystalů niobičnanu lithného v laserové technice.Lithium niobate monocrystals are currently one of the basic materials of nonlinear optics, where they can in principle be used, for example, to generate the second harmonic frequency of a number of commonly used laser radiation, but also in electro-ophthalmic modulators, parametric oscillators and other devices. The disadvantage of this otherwise extremely promising material is the formation of light-induced failures. These disorders are of two types, both common color centers exhibiting increased absorption and secondly fluctuations in refractive index. Although both types of disorders can be partially reduced by operating temperature increase, these problems represent a serious practical limitation of the use of lithium niobate monocrystals in laser technology.

Uvedené obtíže z největší části odstraňuje způsob zvýšení optické jakosti výrobků z monokrystalů niobičnanu lithného podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že výrobky se prozařují světlem, ve které*energie odpovídající vlnovým délkám 1070 až 1150 nm činí alespoň 25 J na 1 cm² průřezu výrobku kolmého ke směru prozařování.This problem is largely eliminated by the method of enhancing the optical quality of the lithium niobate monocrystals of the present invention, characterized in that the products are emitted by light in which the energy corresponding to wavelengths of 1070 to 1150 nm is at least 25 J per cm ^{2 of} cross-section. product perpendicular to the direction of radiation.

Tímto ozářením, které ani nemusí být rovnoměrné v ploše průřezu se stabilizují spektrální a optické vlast nosti niobičnanu lithného, které jsou po růstu a eventu255 047 elně temperaci značně labilní a to natolik, že při běžné» použití v laserech o uvedené vlnové délce, a to dokonce ani při klíčování, uvedený materiál nedegraduje.This irradiation, which may not even be uniform in the cross-sectional area, stabilizes the spectral and optical properties of lithium niobate, which are highly labile after growth and event255 047, so much so that in normal use in lasers of this wavelength, even during germination, said material does not degrade.

Je třeba podotknout, že je-li jako zdroj světla použit laser emitující záření o vlnové délce 1070 až 1150 nm, dojde k stabilizaci, respektive pronikavému zlepšení jakos ti výrobků z monokrystalů niobičnanu lithného přímo v použitém zařízení na počátku jeho používání.It should be noted that if a laser emitting radiation at 1070 to 1150 nm is used as the light source, the quality of the lithium niobate monocrystalline product directly in the equipment used at the beginning of use will stabilize or penetrate, respectively.

Způsobem podle vynálezu lze zlepšit využitelnost monokrystalů niobičnanu lithného běžně dostupné čistoty a složení pro účely laserové techniky.The process of the invention can improve the utility of lithium niobate single crystals of commercially available purity and composition for laser technology purposes.

Příklad 1Example 1

Z monokrystalů niobičnanu lithného byly zhotoveny elektrooptické uzávěrky - Pockelsovy cely o rozměrech 9 x 9 x 25 mm, kde hrany o délce 9 mm byly rovnoběžné s osami X (1120) a ¥ (10Ϊ0), hrana o délce 25 mm byla rovnoběžná s osou Z (0001). Eleketrody byly umístěny na plochách kolmých k ose X a světlo procházelo rovnoběžně s osou Z. Pockelsovy cely byly použity k spínání yttritohlinitého granátového laseru, aktivovaného neodymem s světelného svazku 5 mm a o výkonu pulzu přibližně 7 až 8 W. V těchto .uzávěrkách se během laserového provozu objevovaly poruchy (praskliny) způsobené vysokou hustotou výkonu záření^a to po provedení nejvýše 104 pulzů. Byly-li však Pockelsovy cely předem podle vynálezu prozařovány světlem kryptonové výbojky ve směru osy Z tak, že celková energie světla o vlnové délce 1070 až 1150 nm, vypočtená po změření spektrálního rozdělení světla a doby prozařování činila 35 J, byly záprasky při provozu pozorovány teprve po 10^ laserových pulzech.Lithium niobate monocrystals were used to make electro-optical shutters - Pockels cells of 9 x 9 x 25 mm, where the 9 mm edges were parallel to the X (1120) and ¥ (10Ϊ0) axes, the 25 mm edge was parallel to the Z axis (0001). The electrodes were placed on surfaces perpendicular to the X-axis and the light passed parallel to the Z axis. Pockels cells were used to switch a neodymium-activated yttrium-aluminum garnet laser with a 5 mm light beam and a pulse output of approximately 7 to 8 W. Failures (cracks) caused by the high radiation power density have been detected in the operation after a maximum of 104 pulses. However, if the Pockels cells of the present invention were radiated with krypton lamp light in the Z direction such that the total light energy at 1070-1150 nm, calculated after measuring the spectral distribution of light and the radiation time was 35 J, the dusts were only observed during operation after 10 µl of laser pulses.

Příklad 2Example 2

Generátory druhé harmonické frekvence pro pasivně klíčované perovskitové lasery aktivované neodymem s emisí na vlnové délce 1079 nm o energii pulzu 8Θ mJ, délceSecond harmonic frequency generators for passively keyed neodymium-activated perovskite lasers with emission at 1079 nm and pulse energy 8Θ mJ, length

255 047 pulzu 10 ns a průměru svazku 6 mm byly zhotoveny z monokrystalu niobičnanu lithného tak, aby osa světelného svazku svírala s osou Z (0001) úhel 79°·255 047 pulses of 10 ns and a beam diameter of 6 mm were made of a single crystal of lithium niobate so that the axis of the light beam forms an angle of 79 ° with the Z axis (0001) ·

Během zkoušení zařízení vznikaly na výbrusech niobičnanu lithného místa s kolísající hodnotou indexu lomu (šlíry) až i mikroskopické záprasky. Tato závada byla zcela odstraněna, tím, ze došlo k prozáření tohoto výrobku podle vynálezu tak, že prvých sto pulzů laseru v relaxačních, přibližně 100 /Us dlouhých pulzech , které byly provedeny bez pasivní uzávěrky, emitoval laser energii 350 mJ. To odpovídá výkonu 3,5 kW proti 8 W v klíčovaném provozu.During the testing of the device, there were also spots of lithium niobate with fluctuating refractive index values or even microscopic dusts. This defect was completely eliminated by irradiating the product of the invention so that the first one hundred pulses of the laser in relaxation, approximately 100 / Us long pulses, which were performed without a passive shutter, emitted an energy of 350 mJ. This corresponds to an output of 3.5 kW versus 8 W in keyed operation.

Při uvedeném nízkém výkonu se vlastnosti výbrusů z niobičnanu lithného zlepšily natolik, že při následném zvýšení výkonu již nedošlo k žádným poruchám.At this low power, the properties of the lithium niobate sections were improved to such an extent that no further disturbances occurred when the power was subsequently increased.

Claims

A method for increasing the optical quality of products made from single crystals of lithium niobate, characterized in that the products are light up the light in which energy corresponding to the wavelengths of 1070 to 1150 m _of n is at least 25 J per 1 cm cross-section of the product perpendicular to the direction radiography.

Printed by Moravian printing works, center. 11 100, the class of People's Militia 3, Olomouc

Price: 2,40 Kčs