[發(fā)明專利]一種大功率全固態(tài)紫外激光裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210019867.2
• 申請日: 2012-01-21
• 公開（公告）號: CN102570277A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙劍波;于海波;郝大偉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京中科協(xié)眾同益光電科技有限公司
• 主分類號: H01S3/109
• 分類號: H01S3/109;H01S3/106;H01S3/10;H01S3/08
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及全固態(tài)激光技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，本發(fā)明涉及一種能輸出紫外激光的大功率全固態(tài)激光裝置。

背景技術(shù)

紫外激光具有波長短、光子能量大、分辨率高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于激光精細(xì)加工、數(shù)據(jù)存儲、光刻、生物醫(yī)療以及材料制備等領(lǐng)域。目前，紫外激光器主要有氣體紫外激光器和全固態(tài)紫外激光器。氣體激光器體積大、穩(wěn)定性差、壽命短以及維護(hù)不便，極大地制約了其在實(shí)際應(yīng)用中的發(fā)展。全固態(tài)紫外激光器則結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、性能穩(wěn)定、轉(zhuǎn)換效率高、壽命長且方便維護(hù)，因此受到廣泛的重視，成為近年來人們研究的熱點(diǎn)。

現(xiàn)階段市場普遍使用的全固態(tài)紫外激光器主要有兩類。一類全固態(tài)紫外激光器是利用LBO做Nd:YAG激光器輸出的1064nm激光的和頻晶體，產(chǎn)生355nm紫外激光。這種激光器中，LBO和頻晶體的端面需要同時鍍制三種對應(yīng)不同激光波長的增透膜，這導(dǎo)致制作難度大且所鍍的膜層的損傷閾值較低，長時間使用或能量較大時會導(dǎo)致所鍍的膜層被破壞。因此，這種固態(tài)紫外激光器的穩(wěn)定性和可靠性不足。另一類全固態(tài)紫外激光器是利用BBO晶體做Nd:YAG激光器輸出的1064nm激光的四倍頻，可獲得266nm的紫外激光。然而，研究發(fā)現(xiàn)BBO晶體在266nm紫外激光輻照下容易產(chǎn)生光折變損傷。例如，若四倍頻后輸出激光平均功率超過0.3W，BBO晶體就會被破壞。所以，這一類固態(tài)紫外激光器的穩(wěn)定性和可靠性也存在不足。

因此，當(dāng)前迫切需要一種穩(wěn)定可靠的大功率全固態(tài)紫外激光裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種穩(wěn)定可靠的大功率全固態(tài)紫外激光裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種大功率全固態(tài)紫外激光裝置，沿光路依次包括：基頻激光輸出模塊、Q開關(guān)、二倍頻非線性光學(xué)晶體、準(zhǔn)直聚焦模塊、四倍頻非線性光學(xué)晶體和分光模塊，所述基頻激光輸出模塊的激光晶體為Nd:YAG激光晶體，所述基頻激光輸出模塊的通光端面鍍有基頻光波段增透膜，所述基頻光波段為1112至1123nm波段。

其中，所述全固態(tài)紫外激光裝置還包括選頻模塊，用于從1112、1116和1123nm這三種基頻光中選出所需的一種。

其中，所述二倍頻非線性光學(xué)晶體位于基頻光諧振腔內(nèi)。

其中，所述基頻激光輸出模塊有兩個，所述兩個基頻激光輸出模塊采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)，所述兩個基頻激光輸出模塊之間設(shè)置熱效應(yīng)補(bǔ)償模塊。

其中，所述全固態(tài)紫外激光裝置的光路成“F?”型折疊腔結(jié)構(gòu)，其中基頻激光輸出模塊和Q開關(guān)處在“F?”型折疊腔結(jié)構(gòu)的中間橫向支路，二倍頻非線性光學(xué)晶體處在“F?”型折疊腔的下端尾部且縱向放置，準(zhǔn)直聚焦模塊和四倍頻非線性光學(xué)晶體處在“F?”型折疊腔的上端橫向支路，所述“F?”型折疊腔的中間橫向支路的右端設(shè)置鍍有基頻光反射膜的一個基頻光腔鏡，所述二倍頻非線性光學(xué)晶體的下端設(shè)置同時鍍有基頻光反射膜和倍頻光反射膜的另一個基頻光腔鏡，所述Q開關(guān)與二倍頻非線性光學(xué)晶體之間設(shè)置二向色鏡，所述二向色鏡反射基頻光且透射倍頻光，所述二向色鏡與準(zhǔn)直聚焦模塊之間設(shè)置倍頻光高反鏡。

其中，所述二倍頻非線性光學(xué)晶體是I類相位匹配的KTP、LBO或BBO晶體；或者是II類相位匹配的KTP、LBO或BBO晶體。

其中，所述四倍頻非線性光學(xué)晶體是I類相位匹配的LBO、BBO、CBO或CLBO晶體；或者是I?I類相位匹配的LBO、BBO、CBO或CLBO晶體。

其中，所述選頻模塊是色散棱鏡、光柵或法布里-珀羅標(biāo)準(zhǔn)具。

其中，所述四倍頻非線性光學(xué)晶體位于基頻光諧振腔外。

其中，所述分光模塊是分光棱鏡或二向色鏡。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有下列技術(shù)效果：

1、本發(fā)明可輸出光束質(zhì)量優(yōu)異，功率密度較高的波長約280nm的紫外激光光束。

2、本發(fā)明在保證激光器長期穩(wěn)定性的同時，兼顧了激光器的效率。

3、本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明另一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式