一种离散角补偿三倍频紫外激光器的制作方法

文档序号:12197156阅读:315来源:国知局

本实用新型涉及半导体固态激光器领域,特别涉及一种离散角补偿三倍频紫外激光器。



背景技术:

固态紫外激光器广泛应用于FPC(Flexible Printed Circuit柔性电路板)切割、精密微孔加工、非金属材料切割、生物技术和医疗设备、3D打印等领域。其中基于Nd:YAG(Neodymium-doped:Yttrium Aluminium Garnet钇铝石榴石晶体)/Nd:YVO4(掺钕钒酸钇)晶体是DPSS紫外激光器的绝佳选择,以非线性晶体KTP(磷酸钛氧钾)、BBO(偏硼酸钡)、LBO(三硼酸锂)等为基础的三倍频技术也已成熟的应用在半导体固态紫外激光器上。1064nm波长的基频光与532nm波长在腔内或腔外和频产生三次谐波(即三倍频),是获取高功率355nm紫外激光的主要技术手段。

偏振是光的一种固有物理属性,利用布儒斯特定律起偏,使得激光腔内基频光偏振方向保持一致,为倍频提供有利的条件。

非线性二倍频、三倍频晶体的Ⅰ类和Ⅱ类匹配切割,只有当相位匹配时才能叠加,产生有效的相长干涉,从而得到高效的倍频及和频效率,由于倍频光在非线性晶体(双折射晶体)中的快轴分量和慢轴分量传播速度不同,导致倍频光和基频光走离,虽然在一定程度上抑制了倍频光向基频光的逆转换,但却导致了和频效率变低,走离补偿能有效的提高紫外的转换效率。



技术实现要素:

本实用新型要解决的技术问题是提供一种具有高偏振耦合效率的离散角补偿三倍频紫外激光器,使得回程倍频光的离散间距改变,从而使补偿回程倍频光在二倍频晶体中产生的离散效应,增大了和频效率。

为了解决上述技术问题,本实用新型的技术方案为,

一种离散角补偿三倍频紫外激光器,包括:折叠腔和设置在所述折叠腔中的基频光生成器、激光调Q开关、二倍频晶体、离散角补偿晶体、三倍频晶体和布儒斯特起偏器;其中

在折叠腔中依次设置所述激光调Q开关、基频光生成器、所述布儒斯特起偏器、所述三倍频晶体、所述离散角补偿晶体和所述二倍频晶体。

其中,所述基频光生成器包括侧面泵浦板条模块和设置在所述侧面泵浦板条模块内的Nd3+:YAG晶体;所述侧面泵浦板条模块输出808Nm的激光注入激光介质Nd3+:YAG晶体形成1064Nm的基频光。

具体的,所述侧面泵浦板条模块包括二极管激光泵浦板条模块。

其中,所述折叠腔由3个全反射镜组成,第一全反射镜与第三全反射镜设置在第二全反射镜的同一侧,并且所述第一全反射镜与所述第二全反射镜之间存在夹角,所述第三全反射镜与所述第二全反射镜之间也存在夹角;

所述激光调Q开关、基频光生成器、所述布儒斯特起偏器依次设置在所述第一全反射镜与所述第二全反射镜之间,所述三倍频晶体、所述离散角补偿晶体和所述二倍频晶体依次设置在所述第二全反射镜与所述第三全反射镜之间。

其中,所述激光调Q开关包括声光激光调Q开关或电光激光调Q开关。

其中,所述三倍频晶体包括I或者II类相位匹配的LBO、CBO(三硼酸铯)、BIBO(硼酸铋)和BBO晶体中的一种。

其中,所述二倍频晶体包括I或者II类相位匹配的GTP-KTP、KTP、LBO、KTA(砷酸钛氧钾)或BBO晶体中的一种。

其中,所述的三倍频晶体的一个端面切割成布儒斯特角。

其中,离散角补偿三倍频紫外激光器还包括容置各部件的基架。

优选的,所述基架上还设置有冷却各部件的冷却装置。

采用上述技术方案,由于设置有离散角补偿晶体,使得回程倍频光的离散间距改变,从而补偿回程倍频光在二倍频晶体中产生的离散效应,增大了和频效率,用户体验好。

附图说明

图1为本实用新型离散角补偿三倍频紫外激光器的结构示意图图。

图中,1-第一全反射镜,2-激光调Q开关,3-基频光生成器,4-布儒斯特起偏器,5-第二全反射镜,6-三倍频晶体,7-离散角补偿晶体,8-二倍频晶体,9-第三全反射镜,10-基频光,11-绿激光,12-紫外激光。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是,对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型,但并不构成对本实用新型的限定。此外,下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

作为本申请的第一实施例,提出一种离散角补偿三倍频紫外激光器,如图1所示,包括由3个全反射镜组成的折叠腔,其中第一全反射镜1与第三全反射镜9设置在第二全反射镜5的同一侧,并且第一全反射镜1与第二全反射镜5之间存在夹角,第三全反射镜9与第二全反射镜5之间也存在夹角;在第一全反射镜1与第二全反射镜5之间的轴心线上依次设置声光激光调Q开关2;由侧面泵浦板条模块和设置在侧面泵浦板条模块内的Nd3+:YAG晶体所构成的基频光生成器3和布儒斯特起偏器4,其中侧面泵浦板条模块采用二极管激光泵浦板条模块,其能够输出波长为808Nm的激光,并且其输出的功率范围包括1-25W,其产生的808Nm激光注入Nd3+:YAG晶体之后可以形成波长为1064Nm的基频光10;如图1所示,声光激光调Q开关2设置在第一全反射镜1和Nd3+:YAG晶体之间,侧面泵浦板条模块产生的基频光10经过声光激光调Q开关2射入第一全反射镜1,可以使得声光激光调Q开关2的开关效果更好;本领域技术人员可以知道,激光调Q开关2还可以使用电光激光调Q开关2,主要取决于该激光调Q开关2的应用场景。经过第一全反射镜1反射的基频光10经过布儒斯特起偏器4,使得基频光10的偏振方向保持一致,其利用了布儒斯特定律,使得其倍频效果更好。

继续如图1所示,起偏之后的基频光10经过第二全反射镜5反射进入后段光路,后段光路指的是第二全放射镜5和第三全反射镜9之间的光路,其中二倍频晶体8、离散角补偿晶体7、三倍频晶体6设置在第二全反射镜5和第三全反射镜9之间,由三硼酸锂(LBO)构成的三倍频晶体6设置在靠近第二全反射镜5的一边,并且将其靠近第二全反射镜5的一端面切割成布儒斯特角的输出结构,使得基频光10在经过第三全反射镜9反射回来之后在三倍频晶体6的布儒斯特角上转化成二倍频光(即图1中的绿激光11)、三倍频光(图1中的紫外激光12)和基频光10。二倍频晶体8也选用三硼酸锂(LBO)材质,其设置在靠近第三全反射镜9的一端,基频光10在经过两次二倍频晶体8后产生增加了合成三倍频光所需的二倍频光的比例,增进了三倍频光的转换效率。离散角补偿晶体7设置在三倍频晶体6和二倍频晶体8之间的光路上,通过旋转离散角补偿晶体7,从而改变其对回程倍频光的离散间距,因此补偿回程倍频光在二倍频晶体8中产生的离散效应,以增大和频效率。

本领域技术人员可以知道,三倍频晶体6还可以采用I或者II类相位匹配的CBO、BIBO和BBO晶体中的一种。

二倍频晶体8还可以使用I或者II类相位匹配的GTP-KTP、KTP、KTA或BBO晶体中的一种。

本领域技术人员还可以知道,上述第一实施例中提出的离散角补偿三倍频紫外激光器还包括容置各部件的基架。为了在更好的延长使用寿命,同时保证各个部件的最佳工作效率,在基架上设置有冷却各部件的冷却装置(图中未示出),使得各个部件的温度控制在18-28℃之间。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明,但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言,在不脱离本实用新型原理和精神的情况下,对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型,仍落入本实用新型的保护范围内。

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