Vývoj modulů pro generaci vyšších harmonických frekvencí Nd:YAG laseru

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá vývojem modulů pro konverzi laserového záření do vyšších harmonických frekvencí, které jsou kompatibilní s existujícím prototypem Nd:YAG laseru umístěným v laboratoři Ústavu fyzikálního inženýrství. Moduly jsou navrženy primárně pro využití ve spektrometrii laserem buzeného plazmatu (LIBS), kde různé vlnové délky záření umožňují analýzu širšího spektra materiálů. Teoretická část práce se nejprve věnuje principům a praktickému využití metody LIBS. Následně jsou rozebrány vlastnosti laserového záření a principy konverze do vyšších harmonických frekvencí, které tvoří základ návrhu jednotlivých modulů. V rámci práce byly navrženy čtyři optomechanické moduly: atenuátor, modul pro konverzi do druhé harmonické frekvence, modul pro konverzi do čtvrté harmonické frekvence a modul umožňující přepínání mezi základní a čtvrtou harmonickou frekvencí. Moduly pro konverzi do druhé a čtvrté harmonické frekvence lze kombinovat s atenuátorem, zatímco modul pro přepínání mezi základní a čtvrtou harmonickou frekvencí má atenuátor integrován.

This diploma thesis focuses on the development of modules for the conversion of laser radiation into higher harmonic frequencies, designed to be compatible with an existing prototype of an Nd:YAG laser located in the laboratory of the Institute of Physical Engineering. The modules are primarily intended for use in Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS), where different wavelengths of laser radiation enable the analysis of a broader range of materials. The theoretical part of the thesis first introduces the principles and practical applications of the LIBS method. Then it examines the properties of laser radiation and the principles of nonlinear harmonic generation, which form the basis for the design of the individual modules. Four optomechanical modules were designed as part of the thesis: an attenuator, a second harmonic generation module, a fourth harmonic generation module, and a module that enables switching between the fundamental and the fourth harmonic. The modules for second and fourth harmonic generation can be combined with an attenuator, whereas the module for switching between the fundamental and fourth harmonic frequencies has an integrated attenuator.