[發明專利]一種用于外腔倍頻紫外激光器的非線性晶體組件

有效

• 申請號: 201210444292.9
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN102944963A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 石朝輝;樊仲維;王培峰
• 申請（專利權）人: 北京國科世紀激光技術有限公司
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35;G02B1/02;H01S3/109
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇;王博

技術領域

本發明涉及一種非線性晶體組件，尤其涉及一種用于外腔倍頻紫外激光器的非線性晶體組件。

背景技術

在外腔倍頻紫外激光器中，利用非線性頻率變換技術，通過非線性晶體可以獲得紫外激光輸出，通常需采用三倍頻技術、四倍頻技術或五倍頻技術獲得紫外激光。

其中三倍頻技術產生紫外激光原理如圖1所示：利用基頻光先通過二倍頻晶體產生二倍頻激光輸出，然后二倍頻激光和剩余的基頻光共同通過三倍頻晶體，這時二倍頻激光和剩余的基頻光將在三倍頻晶體內產生和頻過程，從而產生三倍頻激光。例如要產生355nm的紫外激光，則使1064nm的基頻光首先通過二倍頻晶體（例如LBO，KTP，BBO等），變成532nm的二倍頻激光，這時532nm的二倍頻激光和剩余的1064nm的基頻光再一起通過一個三倍頻晶體（例如LBO），和頻后變成355nm的三倍頻激光。

四倍頻技術產生紫外激光原理如圖2所示：利用基頻光先通過二倍頻晶體產生二倍頻激光輸出，然后二倍頻激光再通過四倍頻晶體，這時二倍頻激光再次發生倍頻，這就產生了四倍頻激光。例如要產生266nm的紫外激光，則使1064nm的基頻光首先通過二倍頻晶體（例如LBO，KTP，BBO等）變成532nm的二倍頻激光，然后使532nm的二倍頻激光再通過一個四倍頻晶體（例如BBO）變成266nm的四倍頻激光。

現有技術中，為了阻止晶體端面的菲涅耳反射損耗，產生紫外激光輸出的非線性晶體的出射端面（三倍頻中為S4面，四倍頻中為S14面）需要對紫外激光波長鍍相應的增透膜。仍以上述1064nm的基頻激光為例：S4面一般鍍膜為：AR355nm&532nm&1064nm；S14面一般鍍膜為：AR266nm&532nm；但是由于目前鍍膜技術的限制，紫外激光增透膜的膜層壽命都是有限的，對大功率紫外激光器而言，通常壽命不超過1000小時。這樣一套紫外激光器的壽命受到了很大的限制。為了解決這一問題，現有技術中采用運動機構，手動或自動的移動產生紫外激光的非線性晶體，來達到更換出射點位置的方法。但是由于非線性晶體要求嚴格的匹配角度，通常的運動機構很難做到絕對平行的運動，這造成移動以后晶體的入射角度發生偏移，將導致紫外激光輸出功率出現大幅下降，這對后續應用產生巨大的負面影響。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供一種用于外腔倍頻紫外激光器的非線性晶體組件，使用壽命長，結構簡單可靠，且不會使紫外激光輸出功率下降。

本發明提供一種非線性晶體組件，包括：

非線性晶體，具有第一入射端面和第一出射端面；

補償塊，具有第二入射端面和第二出射端面，從非線性晶體出射的激光束通過第二入射端面入射到補償塊中并通過第二出射端面出射，第二出射端面上鍍有增透膜。

根據本發明提供的組件，其中第二入射端面和第二出射端面與激光束之間的夾角使得從所述第二出射端面出射的激光束為所需方向。

根據本發明提供的組件，其中第二入射端面和第二出射端面與激光束之間的夾角使得從所述第二出射端面出射的激光束平行于入射到非線性晶體的所述第一入射端面的激光束的方向。

根據本發明提供的組件，其中所述第一入射端面垂直于激光束。

根據本發明提供的組件，其中所述第二出射端面垂直于從所述第二出射端面出射的激光束。

根據本發明提供的組件，其中激光入射到所述第二入射端面的入射角為布儒斯特角。

根據本發明提供的組件，其中激光束穿過非線性晶體入射到第一出射端面的入射角等于布儒斯特角。

根據本發明提供的組件，其中所述補償塊可相對于非線性晶體而平移。

根據本發明提供的組件，其中所述補償塊的材料為紫外石英材料。

根據本發明提供的組件，其中所述補償塊可更換。

本發明提供的非線性晶體組件可顯著提高非線性晶體的使用壽命，而且出射激光光路仍和入射的激光光路保持平行，這樣就不需要復雜的棱鏡以及其他折轉光路，整套設計結構簡單可靠而且成本較低。

附圖說明

以下參照附圖對本發明實施例作進一步說明，其中：

圖1為三倍頻技術產生紫外激光的原理示意圖；

圖2為四倍頻技術產生紫外激光的原理示意圖；

圖3為根據本發明的一個實施例的非線性晶體組件的結構示意圖；

圖4為根據本發明的一個實施例的非線性晶體組件在操作過程中的移動示意圖。

具體實施方式