一种环形腔单频连续紫外激光器的制造方法

文档序号:10858900阅读:474来源:国知局
一种环形腔单频连续紫外激光器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种环形腔单频连续紫外激光器,包括半导体激光器、光学准直系统、谐振腔第一腔镜、激光晶体、法拉第旋光器、基频光半波片、谐振腔第二腔镜、谐振腔第三腔镜、二次谐波晶体、倍频光半波片、三次谐波晶体、以及谐振腔第四腔镜;半导体激光器输出的泵浦光经光学准直系统与谐振腔第一腔镜耦合在激光晶体内部产生基频光;所述基频光经谐振腔第二腔镜、谐振腔第三腔镜到二次谐波晶体,由二次谐波晶体转换为倍频光,倍频光穿过倍频光半波片得到紫外光从谐振腔第四腔镜输出。
【专利说明】
一种环形腔单频连续紫外激光器
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种采用环形腔的全固态单频连续紫外激光器,尤其涉及一种环形腔单频连续紫外激光器。
【背景技术】
[0002]全固态单频激光器凭借其噪声较小、相干长度较长的优点,被广泛的应用在了量子信息、量子光学、光学测量、激光医疗、光谱和国防领域。目前在中小功率全固态单频激光器的研究中,常用的方法有扭转模谐振腔、短谐振腔、行波谐振腔、谐振腔中插入标准具使激光器以单纵模方式运转。其中利用环形激光谐振腔,通过在谐振腔内插入光学单向器迫使激光器单向运转、消除空间烧孔效应,来实现单频激光的输出,仍是实现稳定单频运转的最佳方案。
[0003]紫外相干光源在医疗、光刻、光印刷、精密材料加工、紫外固化、光谱分析和科学研究等领域有广泛的应用前景。全固态紫外激光器与传统的准分子紫外激光器相比,具有寿命长、光束质量好、体积小、效率高、操作维护方便等许多优点,成为了现在国际研究热点之
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【实用新型内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题,在于提供一种采用环形腔的单频连续紫外激光器,解决了现有激光器无法实现连续单频紫外激光输出的问题。
[0005]本实用新型是这样实现的:一种环形腔单频连续紫外激光器,包括半导体激光器、光学准直系统、谐振腔第一腔镜、激光晶体、法拉第旋光器、基频光半波片、谐振腔第二腔镜、谐振腔第三腔镜、二次谐波晶体、倍频光半波片、三次谐波晶体、以及谐振腔第四腔镜;半导体激光器输出的栗浦光经光学准直系统与谐振腔第一腔镜耦合,在激光晶体内部产生基频光;所述谐振腔第一腔镜、谐振腔第二腔镜的中心在同一直线上,谐振腔第三腔镜、谐振腔第四腔镜的中心在同一直线上;谐振腔第一腔镜、谐振腔第二腔镜、谐振腔第三腔镜及谐振腔第四腔镜组成8字环形谐振腔;谐振腔第一腔镜与谐振腔第四腔镜相对设置,谐振腔第二腔镜与谐振腔第三腔镜相对设置;所述法拉第旋光器、基频光半波片位于第一腔镜、谐振腔第二腔镜的中心连接线上,组成光隔离器;所述二次谐波晶体、三次谐波晶体位于谐振腔第三腔镜、谐振腔第四腔镜的中心连接线上,二次谐波晶体、三次谐波晶体之间插入倍频光半波片;所述基频光经谐振腔第二腔镜、谐振腔第三腔镜到二次谐波晶体,由二次谐波晶体转换为倍频光,倍频光穿过倍频光半波片得到紫外光从谐振腔第四腔镜输出。
[0006]其中,所述谐振腔第一腔镜、谐振腔第二腔镜为平面镜;谐振腔第三腔镜、谐振腔第四腔镜为凹面镜。
[0007]其中,所述谐振腔第一腔镜靠光学准直系统一面镀有880nm减反膜,另一面镀有880nm高透膜、532nm高透膜及1064nm减反膜;所述谐振腔第二腔镜靠基频光半波片一面镀有1064nm高反膜;所述谐振腔第三腔镜凹面镀有1064高反膜,谐振腔第四腔镜凹面镀有1064]1111、532111]1的高反膜以及355111]1的高透膜。
[0008]其中,所述激光晶体为掺杂浓度0.5%尺寸为3 X 3 X 1mm3的Nd:YV04。
[0009]其中,所述二次谐波晶体为一端镀1064nm增透膜,另一端镀1064nm、532nm增透膜的MgO:PPLN。
[00?0] 其中,所述三次谐波晶体为一端镀1064nm、532nm增透膜,另一端镀1064nm、532nm、355咖增透膜的1^00
[0011]本实用新型的优点在于:
[0012]通过在环形腔内添加法拉第旋光器与基频光半波片组成的光隔离器实现基频光的单向运转,通过在二次谐波晶体与三次谐波晶体中加入倍频光半波片改变基频光的偏振方向,以满足三次倍频的偏振条件,实现连续单频紫外激光输出。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型环形腔单频连续紫外激光器的结构示意图。
[0014]标号说明:
[0015]半导体激光器-1 光学准直系统-2谐振腔第一腔镜-3
[0016]谐振腔第二腔镜-4谐振腔第三腔镜-5谐振腔第四腔镜-6
[0017]激光晶体-7法拉第旋光器-8基频光半波片-9 二次谐波晶体-10倍频光半波片-11三次谐波晶体-12。
【具体实施方式】
[0018]为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果,以下结合实施方式并配合附图详予说明。
[0019]参阅图1,一种环形腔单频连续紫外激光器,包括半导体激光器1、光学准直系统2、谐振腔第一腔镜3、激光晶体7、法拉第旋光器8、基频光半波片9、谐振腔第二腔镜4、谐振腔第三腔镜5、二次谐波晶体10、倍频光半波片11、三次谐波晶体12、以及谐振腔第四腔镜6;半导体激光器I输出的栗浦光经光学准直系统2与谐振腔第一腔镜3耦合,在激光晶体7内部产生基频光;所述谐振腔第一腔镜3、谐振腔第二腔镜4的中心在同一直线上,谐振腔第三腔镜
5、谐振腔第四腔镜6的中心在同一直线上;谐振腔第一腔镜3、谐振腔第二腔镜4、谐振腔第三腔镜5及谐振腔第四腔镜6组成8字环形谐振腔;谐振腔第一腔镜3与谐振腔第四腔镜6相对设置,谐振腔第二腔镜4与谐振腔第三腔镜5相对设置;所述法拉第旋光器8、基频光半波片9位于谐振腔第一腔镜3、谐振腔第二腔镜4的中心连接线上,组成光隔离器;所述二次谐波晶体10、三次谐波晶体12位于谐振腔第三腔镜5、谐振腔第四腔镜6的中心连接线上,二次谐波晶体10、三次谐波晶体12之间插入倍频光半波片11;所述基频光经谐振腔第二腔镜
4、谐振腔第三腔镜5到二次谐波晶体10,由二次谐波晶体10转换为倍频光,倍频光穿过倍频光半波片11得到紫外光从谐振腔第四腔镜6输出。
[0020]所述环形腔单频连续紫外激光器用带光纤输出的880nm半导体激光器I作为栗浦源。栗浦光的光学准直系统2两端均镀栗浦光的增透膜,四个谐振腔腔镜均镀有基频光的高反膜。在一实施方式中,所述半导体激光器I输出880nm的栗浦光经光学准直系统2与谐振腔第一腔镜3耦合在激光晶体7内部产生1064nm的基频光;法拉第旋光器8与基频光半波片9组成光隔离器,基频光经谐振腔第二、第三腔镜传播到二次谐波晶体10,基频光经二次谐波晶体10转换为532nm倍频光,二次谐波晶体10与三次谐波晶体12之间插入倍频光半波片11,倍频光经过倍频光半波片11后得到355nm紫外激光从第四腔镜输出。
[0021]所述的激光谐振腔为两个平面镜、两个凹面镜组成的8字环形谐振腔,可以选择任意两个谐振腔镜为平面镜、任意两个谐振腔镜为凹面镜。在一优选的实施方式中,所述谐振腔第一腔镜3、谐振腔第二腔镜4为平面镜;谐振腔第三腔镜5、谐振腔第四腔镜6为凹面镜。所述谐振腔第一腔镜3靠光学准直系统2—面镀有880nm减反膜,另一面镀有880nm高透膜、532nm高透膜及1064nm减反膜;所述谐振腔第二腔镜4靠基频光半波片9 一面镀有1064nm高反膜;所述谐振腔第三腔镜5凹面镀有1064高反膜,谐振腔第四腔镜6凹面镀有1064nm、532nm的高反膜以及355nm的高透膜。
[0022]所述激光晶体7为掺杂浓度0.5%尺寸为3X 3 X 1mm3的Nd: YV04,激光晶体7两端均镀有880nm、1064nm的增透膜。
[0023]所述二次谐波晶体10为一端镀1064nm增透膜,另一端镀1064nm、532nm增透膜的MgO:PPLN0
[0024]所述三次谐波晶体12为一端镀1064nm、532nm增透膜,另一端镀1064nm、532nm、355咖增透膜的1^00
[0025]上述实施方式中,通过在谐振腔中加入法拉第旋光器8、基频半波片组成的隔离器实现基频光单频运转,通过在谐振腔第一腔镜3上镀二次谐波的高透膜使二次谐波在谐振腔内单向存在,在二次谐波晶体10与三次谐波晶体12之间加入倍频光半波片11以满足三次倍频的偏振条件,实现连续单频紫外激光输出。所述倍频光半波片11相对基频光半波片9来说是全波片,从而可以改变倍频光的偏振方向使之与基频光满足三次倍频二类相位匹配的偏振条件,从而得到稳定的单频三次谐波输出。
[0026]以上所述仅为本实用新型环形腔单频连续紫外激光器的实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种环形腔单频连续紫外激光器,其特征在于:包括半导体激光器、光学准直系统、谐振腔第一腔镜、激光晶体、法拉第旋光器、基频光半波片、谐振腔第二腔镜、谐振腔第三腔镜、二次谐波晶体、倍频光半波片、三次谐波晶体以及谐振腔第四腔镜; 半导体激光器输出的栗浦光经光学准直系统与谐振腔第一腔镜耦合,在激光晶体内部广生基频光; 所述谐振腔第一腔镜、谐振腔第二腔镜的中心在同一直线上,谐振腔第三腔镜、谐振腔第四腔镜的中心在同一直线上;谐振腔第一腔镜、谐振腔第二腔镜、谐振腔第三腔镜及谐振腔第四腔镜组成8字环形谐振腔;谐振腔第一腔镜与谐振腔第四腔镜相对设置,谐振腔第二腔镜与谐振腔第三腔镜相对设置; 所述法拉第旋光器、基频光半波片位于第一腔镜、谐振腔第二腔镜的中心连接线上,组成光隔离器; 所述二次谐波晶体、三次谐波晶体位于谐振腔第三腔镜、谐振腔第四腔镜的中心连接线上,二次谐波晶体、三次谐波晶体之间插入倍频光半波片; 所述基频光经谐振腔第二腔镜、谐振腔第三腔镜到二次谐波晶体,由二次谐波晶体转换为倍频光,倍频光穿过倍频光半波片得到紫外光从谐振腔第四腔镜输出。2.根据权利要求1所述的环形腔单频连续紫外激光器,其特征在于:所述谐振腔第一腔镜、谐振腔第二腔镜为平面镜;谐振腔第三腔镜、谐振腔第四腔镜为凹面镜。3.根据权利要求2所述的环形腔单频连续紫外激光器,其特征在于:所述谐振腔第一腔镜靠光学准直系统一面镀有880nm减反膜,另一面镀有880nm高透膜、532nm高透膜及1064nm减反膜; 所述谐振腔第二腔镜靠基频光半波片一面镀有1064nm高反膜; 所述谐振腔第三腔镜凹面镀有1064nm高反膜,谐振腔第四腔镜凹面镀有1064nm、532nm的高反膜以及355nm的高透膜。4.根据权利要求3所述的环形腔单频连续紫外激光器,其特征在于:所述激光晶体为掺杂浓度0.5%尺寸为3 X 3 X 1mm3的Nd: YV04。5.根据权利要求4所述的环形腔单频连续紫外激光器,其特征在于: 所述二次谐波晶体为一端镀1064nm增透膜,另一端镀1064nm、532nm增透膜的MgO:PPLN06.根据权利要求5所述的环形腔单频连续紫外激光器,其特征在于: 所述三次谐波晶体为一端镀1064nm、532nm增透膜,另一端镀1064nm、532nm、355nm增透膜的LBO。
【文档编号】H01S3/083GK205543667SQ201620113372
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月4日
【发明人】刘玉良, 梁万国, 陈立元, 周煌, 冯新凯, 邹小林, 缪龙, 陈怀熹, 李广伟
【申请人】福建中科晶创光电科技有限公司
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