雷射與非線性光學：雷射光頻轉換

雷射由於功率密度極高，可以透過非線性光頻轉換來改變輸出波長，進而產生自紫外光、可見光一直到近、中紅外光波段等不同雷射輸出。例如日常生活中常用的綠光雷射筆，受限於材料特性無法用半導體雷射量產，因此市面上販售的，即是使用1064奈米的近紅外光固態雷射，二倍頻後得到的532奈米綠光雷射，其架構示意圖如圖所示，這也是價格較昂貴的原因之一。除此之外，許多如加工、醫療等適合使用雷射光源來精準作業的應用，為了符合目標材質的吸收特性，單一波長的雷射光自然無法填補這些潛在的應用空缺。因此，非線性光頻轉換一直是雷射應用中非常重要的一部分，這篇文章將介紹最簡單、也最常用的雷射光頻轉換原理，並藉由雷射本身的限制來了解光頻轉換帶來的效益。