[實用新型]三倍頻激光器

無效

• 申請號: 200720170350.8
• 申請日: 2007-08-23
• 公開（公告）號: CN201113217Y
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 樊仲維;崔建豐
• 申請（專利權）人: 北京國科世紀激光技術有限公司
• 主分類號: H01S3/109
• 分類號: H01S3/109;H01S3/08;H01S3/00
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司
• 代理人: 王勇

技術領域

本實用新型涉及固體激光器技術，特別涉及一種能夠高效率輸出三次諧波的三倍頻激光器。

背景技術

由于紫外固體激光具有高分辨和對材料強吸收的特點，近幾年來在國際上發展極為迅速。波長為?355nm的?Nd:YAG和Nd:YVO₄三次諧波激光加工機已主導了精細加工，特別是用于多層、高密度印刷電路板PCB的精密打孔設備市場。在特種材料打標、集成電路修復、生物熒光分析、環境污染監測、DNA分析等的應用上，也顯示出巨大優勢。

另外，三次諧波是產生高次諧波的中間手段。三次諧波與基波混頻產生的四次諧波可用于平面液晶顯示的薄膜晶體管切割，光纖光柵制造，在精密機械制造中進行紫外凝膠三維立體制模。三次諧波與二倍諧波混頻產生的五次諧波深紫外激光，在高密度集成電路制造中用于掩膜修復、電阻材料刻蝕，在半導體工業中用于基片缺陷檢查，在眼科上用于矯正近視眼視力的角膜手術。

現有技術中，普遍使用的氣體紫外激光器或燈泵浦的紫外激光器，氣體紫外激光器諸設備龐大、效率低、壽命短和穩定性差，維護操作較復雜等問題；燈泵浦激光增益介質時的吸收效率低、熱效應明顯。國內己有采用諧振腔外和頻技術產生紫外脈沖激光的報道，但是眾所周知諧振腔外的倍頻產生效率都較低，極大地制約了紫外脈沖激光的產生效率。采用腔內和頻的技術路線，轉換效率通常同比腔外和頻效率會顯著提高，但通常也只有不到3％的光光轉換效率，腔內和頻如果轉換效率上不去，就很容易因為過高的腔內功率密度而引起光學元器件的損壞，增大鏡片和晶體的鍍膜難度，給紫外激光器的工程化帶來瓶頸。典型的三倍頻紫外激光器光路圖可參考西北大學2004年的專利(專利號：ZL200410073574.8)。

這種腔內和頻的方案，存在明顯的缺陷：首先，二倍頻光只參與了一次和頻，剩下的都被作為垃圾光輸出腔外，直接影響三倍頻的效率；其次，如果二倍頻采用二類匹配，就勢必造成基頻光和倍頻光偏振方向呈45度，不滿足三倍頻最佳能量配比，也會降低三倍頻效率。

發明內容

本實用新型的目的是克服現有技術的不足，從而提出一種腔內多次合頻、輸出效率高的三倍頻激光器。

為了達到上述目的，本實用新型的三倍頻激光器采取如下的技術方案：

本實用新型的三倍頻激光器，包括：第一全反鏡1，一用于輸出基頻光的激光晶體3、一偏振諧波片4、二倍頻晶體5、第一波片6、第二全反鏡7、三次諧波輸出鏡8、三倍頻晶體9和第三全反鏡10；所述第一全反鏡1和第二全反鏡7形成第一諧振腔，所述激光晶體3設置在所述第一諧振腔內，在所述激光晶體3與所述第二全反鏡7之間的光路上依次設置所述偏振諧振波片4、二倍頻晶體5和第一波片6，所述偏振諧振波片4的反射光路上依次設置三次諧波輸出鏡8、三倍頻晶體9和第三全反鏡10，所述第一波片6既是基頻光的1/4波片，又是倍頻光的1/2波片，所述三次諧波輸出鏡8對三倍頻光具有高透射率，對基頻光和倍頻光具有高反射率。

在上述技術方案中，所述第一波片6垂直設置在光路上。

在上述技術方案中，所述偏振諧波片4與所述諧振腔內基頻光的光軸的夾角為布儒斯特角。

在上述技術方案中，所述第一波片6可沿所述基頻光的光軸旋轉。

在上述技術方案中，所述諧振腔內還設有Q開關2。

在上述技術方案中，所述偏振諧波片4與所述三次諧波輸出鏡8之間設有第二波片11。

進一步地，所述第二波片既是基頻光的1/2波片，又是倍頻光的全波片；或者所述第二波片既是基頻光的全波片，又是倍頻光的1/2波片。

在上述技術方案中，所述二倍頻晶體5包括KTP、KTA、LBO和BBO。

在上述技術方案中，所述三倍頻晶體9包括LBO和BBO。

與現有技術相比，本實用新型的優點在于：

1)二倍頻光多次通過三倍頻晶體參與和頻，可以充分利用二倍頻光，

提高三倍頻光轉換效率；

2)同時，通過第二波片的使用，即使二倍頻晶體采用二類匹配，也可以實現基頻光和倍頻光的最佳配比和最佳偏振匹配，實現高效率的三倍頻輸出。

3)通過轉動第一波片6，可任意調節基頻光進入三倍頻晶體9的比例，達到最佳配比，提高轉換效率，降低可能的光損傷；

4)本實用新型的三倍頻激光器使用簡單方便，安裝調試容易，便于工程化推廣，可在各種固體調Q腔內和頻激光器中使用。

附圖說明