[實(shí)用新型]一種紫外固體激光器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520689924.7
• 申請(qǐng)日: 2015-09-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204858265U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖旭輝;周勇;崔曉敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州英谷激光有限公司
• 主分類號(hào): H01S3/16
• 分類號(hào): H01S3/16;H01S3/0941
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及一種固體激光器，具體涉及一種半導(dǎo)體激光二極管作為泵浦源的紫外固體激光器。

背景技術(shù)

紫外激光在紫外光刻、生物細(xì)胞的熒光分析等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，要求紫外激光器具有高的轉(zhuǎn)換效率并輸出高功率。

近年來(lái)InGaN、GaN基半導(dǎo)體激光器得到了廣泛地發(fā)展，GaN基半導(dǎo)體激光器能夠輸出400nm的紫外激光，并且可連續(xù)工作1000小時(shí)左右，然而很難輸出100mW以上的單橫模激光以滿足。此外，采用非線性晶體利用SHG（二階諧波產(chǎn)生）效應(yīng)及THG（三階諧波產(chǎn)生）效應(yīng)以減小振蕩波長(zhǎng)也得到了廣泛的應(yīng)用，可得到380nm及以下波長(zhǎng)范圍的紫外光，然而振蕩效率降低并且壽命也變短。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型提供一種InGaN基半導(dǎo)體激光二極管作為泵浦源的紫外固體激光器。

一種紫外固體激光器，包括泵浦源、聚焦透鏡、固態(tài)增益介質(zhì)、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件，其特征在于：所述泵浦源為InGaN基半導(dǎo)體激光二極管，發(fā)出激光光束作為泵浦光；所述固態(tài)增益介質(zhì)采用Pr³⁺、Er³⁺共摻的固態(tài)激光晶體，泵浦光經(jīng)聚集透鏡聚焦后入射至固態(tài)激光晶體的入光面，所述入光面作為諧振腔的輸入鏡；在固態(tài)激光晶體的出光方向后方設(shè)置諧振腔的輸出鏡；在固態(tài)激光晶體與輸出鏡之間設(shè)置波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件和標(biāo)準(zhǔn)具；所述固態(tài)增益介質(zhì)、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件、標(biāo)準(zhǔn)具和輸出鏡設(shè)置在熱沉上，所述泵浦源設(shè)置在散熱基座上，聚焦透鏡設(shè)置在透鏡支架上；所述熱沉、散熱基座與透鏡支架設(shè)置在可以調(diào)節(jié)溫度的帕爾貼元件以調(diào)節(jié)各光學(xué)元件的溫度。

所述泵浦源、聚焦透鏡、固態(tài)增益介質(zhì)、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件、標(biāo)準(zhǔn)具、輸出鏡及帕爾貼元件設(shè)置在密封箱中，密封箱的出光處設(shè)置有出光窗口，紫外激光從所述出光窗口出射。

所述InGaN基半導(dǎo)體激光二極管為寬帶隙激光二極管，通過(guò)半導(dǎo)體制冷器調(diào)節(jié)激光二極管的溫度，使其輸出波長(zhǎng)約為400nm。

所述固態(tài)激光晶體為Pr³⁺,Er³⁺:YLF晶體，在泵浦光的作用下能夠從能級(jí)³P₀躍遷到能級(jí)³F₄，可輸出720nm的激光；所述Pr³⁺,Er³⁺:YLF晶體的入光面鍍400nmHT/720nmHR膜，在400nm處的透過(guò)率約為80%，在720nm處的反射率約為99%；所述Pr³⁺,Er³⁺:YLF晶體的出光面鍍720nmAR/360nmHR膜，在720nm處具有低反射率，反射率約為0.2%，在360nm處的反射率約為95%。

所述波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件為非線性光學(xué)材料，采用MgO:LiNbO₃晶體，具有周期性疇極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，其疇極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的周期為1.65μm，將720nm的基波轉(zhuǎn)化為二階諧波360nm，經(jīng)輸出鏡輸出360nm的紫外激光。

所述輸出鏡的入光面鍍720nmHR/360nmHT膜，在720nm處的反射率在99%以上，在360nm處的透過(guò)率在95%以上。

所述標(biāo)準(zhǔn)具作為波長(zhǎng)選擇元件，使得激光器的諧振腔內(nèi)為單縱模振蕩，由此降低噪聲。

所述熱沉、基座由銅材料制成。

所述InGaN基半導(dǎo)體激光二極管的輸出功率為2W，獲得的360nm的紫外激光約為100mW。

摻雜Pr³⁺與Er³⁺共摻的固態(tài)激光晶體在InGaN基半導(dǎo)體激光二極管的泵浦下，能夠在700-800nm范圍內(nèi)振蕩，可實(shí)現(xiàn)從能級(jí)³P₀躍遷到能級(jí)³F₄，從而輸出720nm的激光，并且可通過(guò)具有周期性疇極化反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生二階諧波，而高效率地獲得360nm的紫外激光，并且激光器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，損耗較小；此外還能夠調(diào)節(jié)各光學(xué)元件的溫度，使光學(xué)元件保持在最佳的工作狀態(tài)，提高轉(zhuǎn)化效率。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖1對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。