激光发生装置及激光器的制作方法

1.本技术涉及检测技术领域，尤其涉及一种激光发生装置及激光器。


背景技术：

2.现有技术中，为了能够获得紫外波长的激光，通常需要使特定波长的光线通过倍频晶体后发生倍频效应，从而改变透射经过所述倍频晶体的光线的波长，但是激光光线在经过倍频晶体时会发生走离效应，从而导致光线的传输方向发生变化，光线的转换效率降低，光线的光斑椭圆度增加，光束质量变差，因此如何改善经过倍频晶体后的光斑质量，增加光线的转换效率是目前亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供一种激光发生装置及激光器。
4.第一方面，本技术实施例提供一种激光发生装置，所述激光发生装置包括光源组件、多个倍频晶体以及多个加热装置，所述倍频晶体与所述加热装置一一对应设置，所述加热装置用于其对应的所述倍频晶体进行加热。
5.可选的，所述激光发生装置还包括分光镜，所述分光镜设于所述倍频晶体的出光侧，所述分光镜用于透过第一波长的光线，并反射第二波长的光线，所述第一波长与所述第二波长不相同。
6.可选的，所述激光发生装置还包括光束整形装置，所述光束整形装置设于所述光源组件与所述倍频晶体的光路之间，所述光束整形装置用于对进入所述倍频晶体的光束进行整形。
7.可选的，所述激光发生装置包括两个倍频晶体以及两个对应的加热装置，两个所述倍频晶体分别为第一晶体与第二晶体，两个所述加热装置分别为第一加热装置与第二加热装置，所述第一晶体设于所述第二晶体靠近所述光源组件的光路一侧，所述第一晶体与所述第一加热装置对应设置，所述第二晶体与所述第二加热装置对应设置；
8.所述第一晶体与所述第二晶体的晶体光轴方向夹角为180度。
9.可选的，所述第一加热装置包括第一加热部，所述第一加热部环绕所述第一晶体设置，所述第二加热装置包括第二加热部，所述第二加热部环绕所述第二晶体设置。
10.可选的，所述第一加热装置与所述第二加热装置相互独立设置。
11.可选的，所述第二晶体的晶体温度大于所述第一晶体的晶体温度。
12.可选的，所述激光发生装置还包括移动组件，所述移动组件分别与所述第一加热装置以及所述第二加热装置连接，所述移动组件用于调整所述第一加热装置与所述第二加热装置之间的距离。
13.可选的，所述倍频晶体为偏硼酸钡晶体。
14.第二方面，本技术实施例提供一种激光器，所述激光器包括如上述任一项实施方式所述的激光发生装置。
15.可以看出，在本技术实施例中，所述激光发生装置包括光源组件、多个倍频晶体以及多个加热装置，所述倍频晶体与所述加热装置一一对应设置，所述加热装置用于其对应的所述倍频晶体进行加热。通过在所述激光发生装置中设置多个倍频晶体以及多个加热装置，能够通过不同的倍频晶体对光线的走离效应进行补偿，并通过加热装置控制倍频晶体的晶体温度，从而提高倍频晶体的转换效率，通过所述激光发生装置，能够提高激光光线的转换效率，从而提高激光光线的光功率。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本技术实施例提供的一种激光发生装置的结构示意图；
18.图2是本技术实施例提供的一种第一加热装置与移动组件的结构示意图；
19.图3是本技术实施例提供的一种加热装置与移动组件的结构示意图；
20.图4是本技术实施例提供的一种加热装置与移动组件以及倍频晶体的结构示意图。
21.附图标号说明：
22.标号名称标号名称10光源组件51第一加热装置20倍频晶体511第一加热部21第一晶体52第二加热装置22第二晶体521第二加热部30分光镜60移动组件40光束整形装置70光阱50加热装置
ꢀꢀ
具体实施方式
23.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
24.以下分别进行详细说明。
25.本技术的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
26.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
27.请参照图1至图4，图1为所述激光发生装置的结构示意图，所述激光发生装置包括光源组件10，具体的，所述光源组件10为激光光源，在一具体实施方式中，所述激光光源的出射光线的波长为532nm，那么出射光线经过倍频效应后，经过倍频晶体20的光线波长为 266nm。
28.所述激光发生装置还包括倍频晶体20，所述倍频晶体20是一种用于倍频效应的一类非线性光学晶体。激光光线在倍频晶体20内发生倍频效应，通过改变激光频率，使激光向更短波长扩展，来获得范围更宽的激光波长。
29.所述激光发生装置还包括加热装置50，每个加热装置50与一个倍频晶体20对应设置，所述加热装置50用于对倍频晶体20进行加热，从而调节倍频晶体20的温度，并使所述倍频晶体20的温度控制在设定温度的
±
0.01℃的温度范围内。
30.在本技术实施例中，所述激光发生装置包括光源组件10、多个倍频晶体20以及多个加热装置50，所述倍频晶体20与所述加热装置50一一对应设置，所述加热装置50用于其对应的所述倍频晶体20进行加热。通过在所述激光发生装置中设置多个倍频晶体20以及多个加热装置50，能够通过不同的倍频晶体20对光线的走离效应进行补偿，并通过加热装置50 控制倍频晶体20的晶体温度，从而提高倍频晶体20的转换效率，通过所述激光发生装置，能够提高激光光线的转换效率，从而提高激光光线的光功率。
31.在可选的实施方式中，所述激光发生装置还包括分光镜30，所述分光镜30设于所述倍频晶体20的出光侧，所述分光镜30用于对透射经过所述倍频晶体20的光线进行分光，在一具体实施方式中，所述光源组件10的出射光线的波长为532nm，经过所述倍频晶体20的光线会部分发生倍频效应，转变为266nm光线，剩下部分未发生倍频效应的光线，仍以532nm 光线的形式通过所述倍频晶体20，因此为了方便将未发生倍频效应的光线进行滤波，在所述倍频晶体20的出光侧设置分光镜30，用于分离第一波长的光线与第二波长的光线。
32.优选实施方式中，请参照图1，所述分光镜30的入光面对第一波长的光线透射，并对第二波长的光线反射，在一具体实施方式中，所述第一波长为532nm，所述第二波长为266nm。
33.优选实施方式中，所述激光发生装置还包括光阱70，所述光阱70设于所述分光镜30的出光面一侧，透射经过所述分光镜30的第一波长的光线进入所述光阱70，并被所述光阱70 吸收，从而避免第一波场的光线照射到其他位置后对所述激光发生装置的其他配件进行照射或灼烧，从而产生污染激光发生装置的工作环境的问题。
34.在可选的实施方式中，所述倍频晶体20为偏硼酸钡晶体(bariummetaborate，bbo)， bbo晶体具有极宽的透光范围，极低的吸收系数，较弱的压电振铃效应，相对于其他的电光调制晶体，具有更高的消光比，较大的相匹配角，较高的抗光损伤阈值、宽带的温度匹配以及优良的光学均匀性，有利于提高激光输出功率稳定性，可以理解的是，所述倍频晶体20还可以为硼酸锂铯晶体(cesiumlithiumborate，clbo)、磷酸二氢钾晶体(potassiumdihydrogenphosphatecrystal，kdp)或其他能够发生倍频效应的晶体。
35.在可选的实施方式中，所述激光发生装置还包括光束整形组件，所述光束整形组件设于所述光源组件10与倍频晶体20的光路之间，具体的，所述光束整形组件用于对所述光源组件10出射的光线进行整形，并调节光线的光斑尺寸，在一具体实施方式中，所述光源组件 10为532nm激光器，532nm激光器发出的光线经过所述光束整形装置40，所述光束整形装置40将所述光源组件10发出的光线整形成直径为0.2mm的光束，并使光束垂直入射至所述倍频晶体20。通过所述光束整形装置40，能够改变进入所述倍频晶体20的光束的直径与形状，使光线能够降低在所述倍频晶体20里的走离效应的影响，提高所述激光发生装置的光线转换效率。
36.在可选的实施方式中，所述激光发生装置包括两个倍频晶体20以及两个对应的加热装置 50，两个所述倍频晶体20分别为第一晶体21与第二晶体22，两个所述加热装置50分别为第一加热装置51与第二加热装置52，所述第一晶体21设于所述第二晶体22靠近所述光源组件10的光路一侧，所述第一晶体21与所述第一加热装置51对应设置，所述第二晶体22 与所述第二加热装置52对应设置。
37.具体的，所述第一晶体21与所述第二晶体22均为bbo晶体，所述第一晶体21与所述第二晶体22的晶体光轴方向夹角为180度，光线在经过第一晶体21后，第一波长的光线会逐渐与第二波长的光线分离，从而使光束的截面变为椭圆形或竖条形，因此为了对光线在第一晶体21的走离效应进行补偿，所述第二晶体22的晶体光轴方向与所述第一晶体21的晶体光轴方向的夹角为180度，使光线在经过第二晶体22后，光线能够向相反的方向进行偏移，并且对光束的界面形状进行补偿。
38.在一具体实施方式中，所述光源组件10为532激光器，532激光器发出的光线为532nm 的基频光，532nm激光光线经过倍频晶体20后，转换为266nm的倍频光，532nm的基频光随着bbo-1晶体的转换，532nm的基频光会逐渐和266nm倍频光分离开来，形成椭圆型甚至竖型光斑，椭圆度通常只有30-50％左右。然而，当光线再次进入bbo-2后，光斑便会向相反的方向进行偏移，最终形成补偿，补偿后的266nm激光通过谐波反射镜后将532nm和 266nm的激光分隔不同的方向输出(如图1)，光斑椭圆度明显改善，改善后的光斑椭圆度可以达到60-70％左右，满足其整形的条件。
39.优选实施方式中，所述第一加热装置51包括第一加热部511，所述第一加热部511环绕所述第一晶体21设置，所述第二加热装置52包括第二加热部521，所述第二加热部521环绕所述第二晶体22设置。具体的，所述倍频晶体20的温度能够对所述倍频晶体20的转换效率产生影响，在一定温度范围内，所述倍频晶体20的转换效率随着温度的增加而增加，而超过该温度范围后，所述倍频晶体20的转换效率随着温度的增加而减小。为了方便对所述倍频晶体20进行加热，提高所述倍频晶体20内部的温度均匀性，所述第一加热部511环绕所述第一晶体21设置，从而能够使所述第一晶体21的各个方向均受到第一加热装置51的加热，所述第二加热部521环绕所述第二晶体22设置，从而能够使所述第二晶体22的各个方向均受到第二加热装置52的加热。
40.优选实施方式中，所述第一加热装置51与所述第二加热装置52相互独立设置，通过相互独立设置，能够方便分别对所述第一晶体21与所述第二晶体22分别进行温度控制。可以理解的是，所述第一晶体21的晶体温度与第二晶体22的晶体温度相同或不同。
41.优选实施方式中，所述第二晶体22的晶体温度大于所述第一晶体21的晶体温度。
在一具体实施方式中，所述第一晶体21与所述第二晶体22均为bbo晶体，当所述第一晶体21 与所述第二晶体22的晶体温度相同，并均为42.5度时，检测得到的倍频光的光功率为3.2w，当第一晶体21的晶体温度为42.8度，第二晶体22的晶体温度为45度时，检测得到的倍频光的光功率为3.25w，因此当所述第一加热装置51与所述第二加热装置52相互独立设置时，能够分别控制所述第一晶体21与所述第二晶体22至不同的晶体温度，从而提高所述激光发生装置中倍频晶体20的转换效率。
42.在可选的实施方式中，所述倍频晶体20还可以包括第三晶体与第四晶体，以及与第三晶体对应的第三加热装置50和第四晶体对应的第四加热装置50，所述第三加热装置50用于对第三晶体进行控温，所述第四加热装置50用于对第四晶体进行控温，所述激光光源发出的光线依次经过第一晶体21、第二晶体22、第三晶体以及第四晶体后，能够进一步提高所述基频光的光线转换效率。
43.在可选实施方式中，所述激光发生装置还包括移动组件60，所述移动组件60与两个加热装置50连接，所述移动组件60用于调节所述两个加热装置50之间的距离。从而提高所述激光发生装置的转换效率。
44.在一具体实施方式中，所述激光发生装置包括第一晶体21与第二晶体22，还包括与第一晶体21对应的第一加热装置51以及与第二晶体22对应的第二加热装置52，所述移动组件60包括动力装置与滑轨，所述第一加热装置51与所述第二加热装置52均设于所述滑轨上，所述动力装置用于控制所述滑轨上的第一加热装置51和/或所述第二加热装置52移动，所述动力装置可以为电机或其他能够产生动力，并带动第一加热装置51和/或第二加热装置52移动的装置。
45.本实用新型还提出一种激光器，所述激光器包括如上述任一实施方式所述的激光发生装置，该激光发生装置的具体结构参照上述实施例，由于该激光发生装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
46.以上所述的具体实施方式，对本技术实施例的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本技术实施例的具体实施方式而已，并不用于限定本技术实施例的保护范围，凡在本技术实施例的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本技术实施例的保护范围之内。