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비임계 위상 맞춤 방법을 이용한 2차 및 3차 조화파 발생을 통하여 큐-스위칭 Nd:YVO4 레이저의 1064 nm 파장 나노초 펄스로부터 532 nm 및 355 nm 파장의 가시광선과 자외선 펄스를 얻는 실험에 대해논의한다. 비선형 결정의 각 위치에서 생성되는 고차 조화파들 간의 간섭을 고려하면 높은 효율에 도달하기위해서는 위상 맞춤이 필요하다. 우리는 LBO 결정의 온도를 변화시키면서 2차 조화파 발생 및 3차 조화파발생 실험을 수행하였고 계산 결과와 비교하여 분석하였다. 2차 조화파 발생의 경우 532 nm 빔과 1064 nm 빔의 광경로가 일치하여 3차 조화파 발생에 유리한 비임계 위상 맞춤 방법을 사용하였다. 5.84 W의1064 nm 레이저가 2차 조화파 발생용 LBO 결정을 통과하여 48%의 변환 효율에 해당하는 2.83 W의532 nm 빔을 얻을 수 있었다. 복굴절 현상에 의한 532 nm 빔과 1064 nm 빔의 워크오프 (walk-off)를보상하고 변환 효율을 높이기 위하여 3차 조화파 발생용 LBO 결정에 절단면에 경사각을 주었다. 최적의 온도 조건에서 5.84 W인 기본파 출력의 29%가 3차 조화파로 변환되어 1.7 W의 355 nm 빔을 얻을 수있었다.
We report on the noncritical phase matching of second harmonic generation and wedged-face third-harmonic generation in lithium triborate (LBO) caused by the 1064-nm nanosecond pulses from Q-switched Nd:YVO4 laser. Phase matching is required to obtain efficient harmonic generation by manipulating the phase difference between the nonlinear waves created at different positions along the nonlinear crystal. Because second harmonic generation through noncritical phase matching it does not induce a walk-off between the 532-nm and 1064-nm beams, is advantageous, especially for third-harmonic generation. We could obtain 532-nm light at 2.83 W from 1064-nm light at the 5.84 W, corresponding to a maximum second-harmonic conversion efficiency of 48%. The wedge for third-harmonic generation in LBO was incorporated in order to compensate for the walk-off between the propagations of the the 1064-nm and the 532-nm beams. Light at 355 nm up to an average power of 1.70 W could be generated, with a maximum third-harmonic conversion efficiency of 29%.
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Noncritical phase matching, Third harmonic generation, Nd:YVO4 laser
