一种低热效应紫外激光器及其校准方法与流程

文档序号:39892128发布日期:2024-11-05 16:50阅读:67来源:国知局

本发明涉及激光结构,尤其涉及一种低热效应紫外激光器及其校准方法。


背景技术:

1、激光结构是一种通过受激辐射放大光的装置,能够产生高单色性、高方向性、高亮度和高相干性的光束,广泛应用于通信、医疗、工业加工、光学研究等多个领域;根据激光的波段,可以分为紫外激光器、红外激光器等多种类型,其中,紫外激光器常用于光刻、生物成像、光谱分析等高精度场景。

2、尽管紫外激光器的精度较高,对高精度场景存在重大意义,但紫外激光器的工作频率相较其他类型的激光器,存在脉冲能量小且功率低的问题,无法满足市场对激光器更大脉冲能量的要求。常规的改进方案是采用高浓度的激光晶体,从而从泵浦光中吸收更多的光子,从而提高能量,但是随着激光晶体中离子密度的增加,也意味着激光晶体的热效应增加,意味着需要投入更多的制冷元件,限制了紫外激光器的能量提高。

3、因此,如何提高紫外激光器的脉冲能量和功率,并尽可能少地降低热效应是本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种低热效应紫外激光器及其校准方法,以解决难以进一步提高紫外激光器的脉冲能量和功率的技术问题。

2、为达此目的,本发明采用以下技术方案:

3、一种低热效应紫外激光器,包括沿第一入射方向依次设置的第一泵浦光源、第二镜片及第一镜片,所述第二镜片和所述第一镜片之间设置有第一激光晶体和声光q开关;

4、还包括沿第二入射方向设置的第二泵浦光源、第三镜片、第二激光晶体和第四镜片,所述第四镜片相对于所述第二入射方向呈锐角设置;所述第四镜片的反射方向设置有倍频组件;所述倍频组件用于转换激光晶体所激发的光线的频率;

5、其中,所述第二镜片与所述第三镜片均具备对泵浦光源的透光性,所述第一镜片、所述第二镜片、所述第三镜片及所述第四镜片均具备对激光晶体所激发的光线的反射性,且所述第一镜片、所述第二镜片、所述第三镜片、所述第四镜片及所述倍频组件构成供激光晶体所激发的光线循环的循环反射光路。

6、可选地,所述第一镜片所在的平面与所述第一入射方向垂直设置;

7、所述第二镜片相对于所述第一入射方向倾斜设置,所述第三镜片相对于所述第二入射方向倾斜设置,且所述第二镜片的反射路径分别朝向所述第一镜片及所述第三镜片设置,所述第三镜片的反射路径分别朝向所述第二镜片及所述第四镜片设置。

8、可选地,所述倍频组件包括沿所述第四镜片的反射路径依次设置的第一倍频晶体、第二倍频晶体及第五镜片,所述第一镜片、所述第二镜片、所述第三镜片、所述第四镜片及所述第五镜片构成供激光晶体所激发的光线循环的循环反射光路;

9、所述第一倍频晶体的输出面具备供激光晶体所激发的光线反射至所述第四镜片的反射路径,并具备供倍频后的光线从循环反射光路射出的反射路径。

10、可选地,所述第一倍频晶体的输出面为布儒斯特角。

11、可选地,所述第一泵浦光源及所述第二泵浦光源均用于激发808nm的光线;所述第一激光晶体及所述第二激光晶体均用于受808nm的光线激发以辐射1064nm的基频光;

12、其中,所述第一倍频晶体为三倍频晶体,所述第二倍频晶体为二倍频晶体。

13、可选地,所述第一镜片为凸面反射镜,所述第二镜片、所述第三镜片、所述第四镜片及第五镜片为平面反射镜。

14、可选地,所述第一激光晶体及所述声光q开关沿所述第一入射方向依次设置。

15、一种低热效应紫外激光器的功率校正方法,应用于如上所述的低热效应紫外激光器上,包括:

16、获取第一激光晶体的第一入射面温度t11及第一出射面温度t12,及第二激光晶体的第二入射面温度t21及第二出射面温度t22;

17、根据第一入射面温度t11及第一出射面温度t12计算得到第一激光晶体的第一平均温度t10,根据第二入射面温度t21及第二出射面温度t22计算得到第二激光晶体的第二平均温度t20;

18、将各激光晶体的平均温度与预设的安全温度进行分别比较,若平均温度高于安全温度,则降低激光晶体对应的泵浦光源的功率,直到对应的平均温度低于安全温度。

19、可选地,还包括:

20、根据第一出射面温度t12和第一入射面温度t11的商值,获取第一温度比值△t1,根据第二出射面温度t22和第二入射面温度t21的商值,获取第二温度比值△t2;

21、选择温度比值较高的激光晶体,并增加对应激光晶体的功率调整差值;

22、其中,调整激光晶体对应的泵浦光源的功率的方式包括:

23、获取激光晶体的功率调整差值;

24、令泵浦光源的功率减去功率调整差值。

25、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

26、本发明提供的低热效应紫外激光器及其校准方法,其通过分别控制第一泵浦光源对第一激光晶体照射,控制第二泵浦光源对第二激光晶体照射,使得第一激光晶体及第二激光晶体各自激发光线(基频光),接着,上述光线在循环反射光路中实现振荡循环,由此经过声光q开关的调制转为脉冲光,然后通过倍频组件完成对脉冲光的倍频转化,并转为频率更短的紫外光,此时紫外光由于频率改变,从循环反射光路中射出,实现紫外激光的输出。在上述的过程中,投入至少两个泵浦光源和两个激光晶体,通过多个激光晶体各自产生基频光,能够减少单个激光晶体的热效应,促进热量的扩散,进而降低整体的热效应,解除提高脉冲能量和功率时所存在的限制,因此本低热效应紫外激光器及其校准方法在相同的制冷环境下,具备脉冲能量高和功率高的优点。



技术特征:

1.一种低热效应紫外激光器,其特征在于,包括沿第一入射方向依次设置的第一泵浦光源(001)、第二镜片(102)及第一镜片(101),所述第二镜片(102)和所述第一镜片(101)之间设置有第一激光晶体(201)和声光q开关(205);

2.根据权利要求1所述的一种低热效应紫外激光器,其特征在于,所述第一镜片(101)所在的平面与所述第一入射方向垂直设置;

3.根据权利要求2所述的一种低热效应紫外激光器,其特征在于,所述倍频组件包括沿所述第四镜片(104)的反射路径依次设置的第一倍频晶体(203)、第二倍频晶体(204)及第五镜片(105),所述第一镜片(101)、所述第二镜片(102)、所述第三镜片(103)、所述第四镜片(104)及所述第五镜片(105)构成供激光晶体所激发的光线循环的循环反射光路;

4.根据权利要求3所述的一种低热效应紫外激光器,其特征在于,所述第一倍频晶体(203)的输出面为布儒斯特角。

5.根据权利要求3所述的一种低热效应紫外激光器,其特征在于,所述第一泵浦光源(001)及所述第二泵浦光源(002)均用于激发808nm的光线;所述第一激光晶体(201)及所述第二激光晶体(202)均用于受808nm的光线激发以辐射1064nm的基频光;

6.根据权利要求3所述的一种低热效应紫外激光器,其特征在于,所述第一镜片(101)为凸面反射镜,所述第二镜片(102)、所述第三镜片(103)、所述第四镜片(104)及第五镜片(105)为平面反射镜。

7.根据权利要求1所述的一种低热效应紫外激光器,其特征在于,所述第一激光晶体(201)及所述声光q开关(205)沿所述第一入射方向依次设置。

8.一种低热效应紫外激光器的功率校正方法,其特征在于,应用于如权利要求1-7中任意一项所述的低热效应紫外激光器上,包括:

9.根据权利要求8所述的一种低热效应紫外激光器的功率校正方法,其特征在于,还包括:


技术总结
本发明公开了一种低热效应紫外激光器及其校准方法,包括沿第一入射方向依次设置的第一泵浦光源、第二镜片及第一镜片,第二镜片和第一镜片之间设置有第一激光晶体和声光Q开关;还包括沿第二入射方向设置的第二泵浦光源、第三镜片、第二激光晶体和第四镜片,第四镜片相对于第二入射方向呈锐角设置;第四镜片的反射方向设置有倍频组件。第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片及倍频组件构成供光线循环的循环反射光路。多个激光晶体所激发的光线在循环反射光路中实现振荡循环,由此经过声光Q开关的调制转为脉冲光,然后通过倍频组件完成对脉冲光的倍频转化,并转为频率更短的紫外光,能够促进热量的扩散,以有效提高能量和功率。

技术研发人员:郑沛恒,廖洋,陈经,曾平平,彭新客
受保护的技术使用者:深圳瑞丰恒激光技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/4
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