[實用新型]大功率腔內三倍頻紫外激光器

無效

• 申請號: 200920226498.8
• 申請日: 2009-09-17
• 公開（公告）號: CN201523153U
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發明（設計）人: 何京良;張百濤;黃海濤;楊見飛;徐金龍;王海霞;劉善德
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H01S3/16
• 分類號: H01S3/16;H01S3/11;H01S3/109;H01S3/082;H01S3/02;H01S3/042
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 許德山

技術領域

本實用新型涉及全固態激光技術領域，特別涉及一種輸出準連續紫外光的大功率腔內三倍頻紫外激光器。

背景技術

由于具有高分辨和對材料強吸收等特點，紫外相干光源在超高密度光驅、保密通訊、現代生物技術、密材料加工、紫外固化、光刻、光印刷、醫療以及科學研究等領域具有廣泛的應用前景。近年來，隨著對小型電子產品和微電子元器件需求的日益增長，聚合物材料的精密處理日漸成為激光在工業應用中發展最快的應用領域之一。紫外激光是處理廣泛應用于微電子元器件工業中的塑料(如聚酰亞胺)和金屬(如銅)等材料的理想工具，被廣泛應用于多層、高密度印刷電路板PCB的精密打孔設備市場，市場前景十分廣闊。

目前，普遍使用的紫外激光器主要有氣體紫外激光器和全固態紫外激光器。氣體紫外激光器在使用中具有明顯的缺點，如設備占地面積大、穩定性差、壽命短、高能耗和高設備費用，需要定期更換有毒的氣體或液體染料等。而全固態紫外激光器由于具有結構緊湊、穩定性好、壽命長、光束質量好以及成本低等特點，成為近年來人們研究的熱點。

常用的產生三次諧波的全固態激光技術包括腔外和頻技術和腔內和頻技術。腔外和頻產生的三次諧波光比較穩定，易于調試，但是由于基頻光功率密度低，諧振腔外二次諧波轉化效率低，并且由于基頻光或者基頻光和二次諧波光一次性通過三倍頻晶體，未轉化為三次諧波的基頻光和二次諧波光全部被浪費掉，極大的制約了三次諧波的產生效率。為了充分利用基頻光波功率，近年來腔內三倍頻發展迅速。如專利號為ZL200410073574.8專利，由于二次諧波光只參與了一次和頻過程，剩余的被作為無用光輸出腔外直接影響了三次諧波產生的效率；公開號為CN2351879號專利，雖然基頻光波經兩次倍頻產生二次諧波光，但是基頻光和二次諧波光均一次通過三倍頻晶體進行和頻，未被轉換的二次諧波仍然被損耗掉，從而使其效率提高受限；公開號為CN1285636號專利由于采用折疊腔結構輸出三次諧波光，使三次諧波光存在較大的偏振耦合損耗；公開號為CN1162945號和CN101373883號專利，采用多次二倍頻和多次三倍頻，提高了轉化效率和輸出功率，但是結構復雜，且腔內元件引入一定的插入損耗。

發明內容

為克服現有技術的缺陷和不足，本實用新型提供了一種充分利用腔內基頻光的高功率密度、通過多次倍頻、多次和頻實現高效率、大功率且結構簡單緊湊的準連續大功率腔內三倍頻紫外激光器。

本實用新型按照下面所述的方式實現：

一種大功率腔內三倍頻紫外激光器，包括基頻波腔鏡、Q開關、基頻激光輸出模塊、二向色鏡、二倍頻非線性光學晶體、三向色鏡、三倍頻非線性光學晶體和三次諧波輸出鏡；上述各部件分別固定在各自的基座上，其特征在于在基板上依次放置基頻波腔鏡、Q開關、基頻激光輸出模塊、二向色鏡、二倍頻非線性光學晶體、三向色鏡、三倍頻非線性光學晶體和三次諧波輸出鏡；由基頻波腔鏡、Q開關、基頻激光輸出模塊和三次諧波輸出鏡構成基頻光諧振腔；由二向色鏡、二倍非線性光學晶體和三次諧波輸出鏡構成二倍頻光諧振腔；由三向色鏡、三倍頻非線性光學晶體和三次諧波輸出鏡構成三倍頻光諧振腔；基頻光諧振腔、二倍頻光諧振腔和三倍頻光諧振腔共軸，用外殼將整個裝置罩在基板上。

所述的各部件的基座是由鋁制成的，帶有冷水管道，通過對相應的基座通水可對鏡片進行冷卻。

所述的的二倍頻非線性光學晶體是I或者II類相位匹配的GTP-KTP、KTP、LBO、KTA或BBO晶體中的一種。

所述的三倍頻非線性光學晶體是I或者II類相位匹配的LBO、CBO、BIBO或BBO晶體中的一種。

所述的基頻激光輸出模塊是Nd:YAG、Nd:YLF、Nd:YAP、Nd:LuVO₄、Nd:YVO₄或Nd:GdVO₄晶體中的一種。

所述的基頻波腔鏡內側鍍有有1064nm基頻波長高反膜；Q開關兩端鍍有有1064nm基頻波長增透膜。

所述的二倍頻光諧振腔中的二向色鏡的外側一面鍍有有1064nm的增透膜，內側面鍍有有1064nm增透膜和532nm高反膜；二倍頻非線性光學晶體兩端面均鍍有有1064nm和532nm的增透膜。