一种基于光纤放大的高功率紫外激光器的制作方法

文档序号:14938258发布日期:2018-07-13 19:50阅读:279来源:国知局

本实用新型涉及一种激光器,具体为一种基于光纤放大的高功率紫外激光器。



背景技术:

近几年来,我国对紫外激光器的需求量呈明显上升趋势。2016 年紫外激光器消费达到7800台。紫外激光器在打标、切割和钻孔等应用中不断发挥自己波长短、聚焦光斑小、单光子能量大等优势。但是传统的端泵固态紫外激光器一般用像掺钕的YVO4晶体产生1064 纳米的基频光,这种晶体因为有自聚焦的存在,阻碍了功率的上升并使得激光器稳定区间变窄,同时光斑质量随功率的上升而变差。



技术实现要素:

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种基于光纤放大的高功率紫外激光器,以解决上述背景技术中的缺点。

本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:一种基于光纤放大的高功率紫外激光器,包括激光泵浦、合束器、光纤光栅、增益光纤、光学透镜、转向镜、Q-开关、非线性倍频晶体、矫正晶体、非线性和频晶体、全反镜,在所述合束器的前方设有两个所述激光泵浦,所述合束器的输出端上连接着所述光纤光栅,所述光纤光栅与所述光学透镜之间通过两条所述增益光纤连接,所述光学透镜的后方设有两个所述转向镜,所述转向镜的后方依次设有所述Q-开关、非线性倍频晶体、矫正晶体、非线性和频晶体和全反镜。

本实用新型中,所述高功率紫外激光器是用有源光纤做为增益介质产生1064纳米基频。

本实用新型中,所述高功率紫外激光器所用的光纤是双包层(或者是三包层)的10-30微米芯径的多模光纤和双包层(或者是三包层) 的小于10微米芯径的单模光纤中的一种。

本实用新型中,所述高功率紫外激光器所用的光纤是单包层的多模光纤和单模光纤中的一种光纤。

本实用新型中,所述合束器也包括波长合束器。当只有一个泵浦源时合束器可以省略。

本实用新型中,所述高功率紫外激光器所用的光纤光栅分两种类型,一种是直接刻在所述合束器的输出光纤上,另一种是刻在单独的光纤上然后熔接到所述合束器的输出光纤上。

本实用新型中,所述非线性倍频晶体是磷酸二氢钾非线性晶体、磷酸氧钛钾非线性晶体、偏硼酸钡非线性晶体和三硼酸锂非线性晶体中的一种。

本实用新型中,所述非线性和频晶体是磷酸二氢钾非线性晶体、磷酸氧钛钾非线性晶体、偏硼酸钡非线性晶体和三硼酸锂非线性晶体中的一种。

本实用新型的有益效果:光纤放大器技术已经相当成熟,由于其表面积较大,极有利于热量的散发所以没有自聚焦的现象,同时由于光在纤芯中传输和放大,光斑质量能得到有效保证。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图中:、激光泵浦-1、合束器-2、光纤光栅-3、掺镱的双包层光纤 -4、光学透镜-5、转向镜-6、Q-开关-7、非线性倍频晶体-8、矫正晶体 -9、非线性和频晶体-10、全反镜-11。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本实用新型。

实施例:如图1所示,一种基于光纤放大的高功率紫外激光器,由一个或者多个100瓦976纳米激光泵浦1、合束器2(如果只有一个泵浦的话可以不用合束器)、光纤光栅3、掺镱的双包层20微米芯径光纤(含或者不含端帽)4、光学透镜(使得在倍频晶体及和频晶体处的光斑大小最优化)5、Q-开关7、非线性倍频晶体8、矫正晶体 9、非线性和频晶体10、全反镜11,以及转向镜6以折叠光路。

工作原理:本实用新型采用光纤光栅及全反镜构成谐振腔,当 976纳米的光被掺镱光纤吸收,在谐振腔中产生1064纳米的基频光。为了得到更高的基频光功率,多个泵浦源可以用合束器合并在一起然后到达掺镱光纤。采用光纤作为增益介质可以极大地提高激光器的稳定性并有效降低传统的基于Nd:YVO4晶体端面泵浦固态紫外激光器对热传导的苛刻要求。通过调Q方式产生高峰值功率的基频脉冲然后此基频脉冲经过非线性倍频以及和频晶体产生紫外激光。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点,本行业的技术人员应该了解,本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下,本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内,本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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