[實用新型]環形激光器放大系統

有效

• 申請號: 201320320833.7
• 申請日: 2013-06-05
• 公開（公告）號: CN203367742U
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 沙鵬飛;單耀瑩;范元媛;丁金濱;趙江山;彭卓君;宋興亮;李慧;鮑洋;周翊;王宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電研究院
• 主分類號: H01S3/083
• 分類號: H01S3/083
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本實用新型涉及一種采用環形激光器放大系統，特別是一種準分子氣體激光器的環形激光器放大系統。?

背景技術

準分子激光具有短波長和大功率的特點，使其成為目前大規模半導體集成電路光刻的主要光源。隨著光刻對光源輸出功率和線寬要求的提高，單腔結構的準分子激光器不能同時滿足高功率和窄線寬的要求。而雙腔結構的主振-振蕩放大技術的出現，解決了高輸出功率和窄線寬不可兼得的矛盾。其基本思想是利用種子激光器產生小能量且窄線寬的種子光，注入到放大腔進行能量放大，輸出大能量脈沖激光，從而得到窄線寬、大功率的優質激光束。?

目前常見的解決方案之一就是采用環形腔的MOPRA(Master?oscillator?power?regenerative?amplifier)結構的激光器放大系統。MOPRA結構機型中，采用的是多程功率放大，其顯著特點是種子光注入后，在放大腔中停留時間長，且放大腔工作在深度飽和狀態，因此效率高、能量大且輸出穩定。?

圖1為傳統的采用環形腔MOPRA結構的激光器放大系統的結構示意圖。如圖1所示，傳統的MOPRA結構的激光器放大系統包括主振蕩腔MO、功率放大腔PA、線性壓窄模塊LNM、輸出耦合器OC、四角棱鏡P1和多個反射鏡M1～M5。?

主振蕩腔MO輸出的種子光經由輸出耦合器OC輸出，經過高反射率的45°反射鏡M1、M3及M4，然后穿過部分反射鏡M2(該反射鏡朝向腔內的表面鍍對種子光的部分反射膜，另一表面鍍對種子光的增透膜)，再經過一個45°的高反射率反射鏡M5后，被傳輸進入功率放大腔PA，穿過功率放大腔PA內的增益介質后到達四角棱鏡P1，在經過四角棱鏡P1?的反射后再次傳播到反射鏡M2，其中一部分光透射過部分反射鏡M2形成激光，一部分光經過部分反射鏡M2的反射再次到達高反射率反射鏡M5反射回功率放大腔PA內繼續重復上述過程。?

該激光器放大系統的光路的功率放大腔PA中采用的四角棱鏡P1，其加工難度大，成本非常高，并且由于其對光入射角度要求非常嚴格，因此光路調整難度很高；并且種子光進入功率放大腔PA之前經過了四個反射鏡的反射，采用如此多的光學元件，一方面增加了種子光的反射損耗和光路的調整難度，另一方面增加了激光器的成本。?

實用新型內容

(一)要解決的技術問題?

本實用新型所要解決的技術問題是克服現有的采用環形腔MOPRA結構的激光器放大系統成本高、加工難度大的缺點。?

(二)技術方案?

本實用新型提出一種環形激光器放大系統，包括主振蕩腔、功率放大腔、線性壓窄模塊，所述主振蕩腔用于產生種子光，所述線性壓窄模塊用于線寬壓窄和波長調節，所述氣體激光器放大系統還包括第一高反鏡、第二高反鏡、第三高反鏡和部分反射鏡，所述主振蕩腔產生的種子光輸出后經過第一高反鏡反射后直接傳播到部分反射鏡上，該種子光穿過部分反射鏡后再經過第二高反鏡的反射進入功率放大腔，再穿過功率放大腔后到達第三高反鏡，經其反射后再次穿過功率放大腔到達部分發射鏡，其中一部分光透射過形成激光輸出，一部分光經過所述部分反射鏡的反射再次到達第二反射鏡，被第二反射鏡反射回功率放大腔內。?

根據本實用新型的一種具體實施方式，所述第一高反鏡為45°高反鏡。?

根據本實用新型的一種具體實施方式，所述第二高反鏡及第三高反鏡的內表面都鍍有對種子光的高反膜。?

根據本實用新型的一種具體實施方式，部分反射鏡的內表面鍍有反射率為40％的反射膜。?

(三)有益效果?

本實用新型采用環形腔結構的氣體激光器放大系統結構簡單、光路調整難度更低，同時降低了成本。?

附圖說明

圖1為傳統的采用環形腔MOPRA結構的激光器放大系統的結構示意圖；?

圖2為本實用新型采用的改進的環形激光器放大系統的結構示意圖。具體實施方式?

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明。?

圖2為本實用新型采用的改進的環形腔結構的激光器放大系統的結構示意圖，與圖1的系統相比，本實用新型對傳統方案中的光路進行了改進。?

如圖2所示，本實用新型的激光器放大系統包括主振蕩腔MO、功率放大腔PA、線性壓窄模塊LNM、輸出耦合器OC、第一高反鏡M1、第二高反鏡M6、第三高反鏡M7和部分反射鏡M2。?