[發(fā)明專利]直接倍頻實現(xiàn)波長160～170nm全固態(tài)深紫外激光的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210308980.2
• 申請日: 2012-08-27
• 公開（公告）號: CN102957083A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許祖彥;王保山;宗楠;薄勇;彭欽軍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所
• 主分類號: H01S3/109
• 分類號: H01S3/109;H01S3/094
• 代理公司: 北京法思騰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;楊青

1.一種直接倍頻實現(xiàn)波長160～170nm全固態(tài)深紫外激光的裝置，其包括紫外激光泵浦源、深紫外直接倍頻器件和真空裝置系統(tǒng)；所述紫外激光泵浦源為320～340nm波長的全固態(tài)紫外激光泵浦裝置，該全固態(tài)紫外激光泵浦裝置通過1.28～1.36微米基頻光的四倍頻實現(xiàn)320～340nm波長的紫外激光；所述的深紫外直接倍頻器件由能夠通過直接倍頻實現(xiàn)160～170nm深紫外輸出的深紫外倍頻晶體及第一匹配材料和第二匹配材料組成；所述深紫外倍頻晶體為能夠?qū)崿F(xiàn)320～340nm直接倍頻位相匹配的薄片狀晶體，所述深紫外倍頻晶體能夠?qū)崿F(xiàn)1.28～1.36微米激光的八倍頻位相匹配；所述第一匹配材料和第二匹配材料為直角棱柱，所述深紫外倍頻晶體光膠于所述第一匹配材料和第二匹配材料的斜邊面上；第一匹配材料鈍角切割角度滿足入射的320～340nm紫外激光垂直入射到第一匹配材料后再入射到深紫外直接倍頻晶體中，滿足深紫外倍頻晶體的位相匹配角度；第二匹配材料滿足160～170nm深紫外激光高透過率，其鈍角切割角度滿足160～170nm深紫外激光垂直于該第二匹配材料直角面出射；所述真空裝置系統(tǒng)由密封罐體、置于所述密封罐體罐壁上的入射窗口和出射窗口組成，所述密封罐體內(nèi)抽真空或充填惰性氣體；所述的深紫外直接倍頻器件放置在真空罐系統(tǒng)的密封罐體中，確保深紫外直接倍頻器件在真空或惰性氣體環(huán)境中進(jìn)行倍頻，防止產(chǎn)生的深紫外激光被空氣或者水蒸氣吸收；紫外激光泵浦源發(fā)出的紫外激光從入射窗口進(jìn)入密封罐體，由第一匹配材料的直角邊垂直入射，然后通過深紫外倍頻晶體進(jìn)行直接倍頻，產(chǎn)生的160～170nm深紫外激光和剩余的紫外激光經(jīng)過第二匹配材料后在空間上自然分開，160～170nm深紫外激光從其傳播方向上設(shè)置的出射窗口輸出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接倍頻實現(xiàn)波長160～170nm全固態(tài)深紫外激光的裝置，其特征在于，所述紫外泵浦源由基頻光源、二倍頻發(fā)生器和四倍頻發(fā)生器組成；所述基頻光源的1.28～1.36微米基頻光通過二倍頻發(fā)生器產(chǎn)生二倍頻激光，二倍頻激光通過四倍頻發(fā)生器產(chǎn)生四倍頻激光；二倍頻激光由腔外二倍頻或腔內(nèi)二倍頻產(chǎn)生。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直接倍頻實現(xiàn)波長160～170nm全固態(tài)深紫外激光的裝置，其特征在于，所述的基頻光源由至少一個增益裝置、由基頻激光高反鏡A和部分輸出鏡B構(gòu)成的諧振腔裝置、調(diào)Q元件及起偏元件組成；增益裝置為側(cè)面泵浦或者端面泵浦結(jié)構(gòu)；激光增益介質(zhì)為Nd:YAG、Nd:YAP、Nd:YLF、Nd:GGG、Nd:YVO₄或Nd:GdVO₄產(chǎn)生1.28～1.36微米波長激光介質(zhì)；激光增益介質(zhì)的材料為晶體或陶瓷。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接倍頻產(chǎn)生波長小于170nm全固態(tài)深紫外激光的裝置，其特征在于，所述深紫外直接倍頻晶體為KBBF族晶體。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的直接倍頻產(chǎn)生波長小于170nm全固態(tài)深紫外激光的裝置，其特征在于，所述的KBBF族晶體為KBBF晶體或RBBF晶體。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的直接倍頻實現(xiàn)波長160～170nm全固態(tài)深紫外激光的裝置，其特征在于，所述KBBF族晶體為KBBF晶體時，其1.28～1.36微米激光八倍頻的位相匹配切割角度為70.65°～90°。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接倍頻實現(xiàn)波長160～170nm全固態(tài)深紫外激光的裝置，其特征在于，所述的第一匹配材料為SiO₂，其鈍角切割角度為81.4°～81.5°。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接倍頻實現(xiàn)波長160～170nm全固態(tài)深紫外激光的裝置，其特征在于，所述的第二匹配材料為CaF₂，其鈍角切割角度為71.79°～71.78°。