Kaskadierte χ(2)-Prozesse zur hocheffizienten, festkörperbasierten Erzeugung von tief-ultravioletter Strahlung bei 191,7 nm

Gegenstand dieser Arbeit ist die Erzeugung von breitbandiger und longitudinal einmodiger Strahlung bei einer Wellenlänge von 191,7 nm durch kaskadierte Frequenzverdopplung und Summenfrequenzerzeugung von Nd: YVO4-Lasern bei 1342 nm biszur siebten Harmonischen. Diese Strahlung ist insbesondere für die Herstellung von Faser-Bragg-Gittern mittels eines interferometrischen Herstellungsverfahrens von Interesse. Die im Rahmen dieser Arbeit demonstrierten Systeme bei 191,7 nm basieren auf der Erzeugung der siebten Harmonischen von 1342 nm Lasern in vier Konversionsstufen: der Frequenzverdopplung und -verdreifachung, der Erzeugung der sechsten Harmonischen durch Frequenzverdopplung der dritten Harmonischen und schließlich der Erzeugung der siebten Harmonischen durch Summenfrequenzmischung der sechsten Harmonischen mit der Fundamentalen. Entscheidend bei der Umsetzung dieses Konzeptes war die Realisierung von breitbandigen und longitudinal einmodigen gütegeschalteten Nd: YVO4-Lasern bei 1342 nm mit hoher Impulsspitzenleistung und mittlerer Leistung, sowie die optimale Auslegung der kaskadierten Frequenzkonversion in den tief-ultravioletten Spektralbereich. Im longitudinal einmodigen Betrieb wurde bei der siebten Harmonischen eine Leistung von 185 mW bei sehr guter Strahlqualität mit einem gaußförmigen Strahlprofil und einer Beugungsmaßzahl von M² < 1,5 für beide Richtungen erreicht. Die spektrale Breite der 191,7 nm Strahlung betrug 240 MHz (FWHM).