[實用新型]一種紫外固體激光器

有效

• 申請號: 201520689944.4
• 申請日: 2015-09-09
• 公開（公告）號: CN204885817U
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: 肖旭輝;周勇;崔曉敏
• 申請（專利權）人: 蘇州英谷激光有限公司
• 主分類號: H01S3/16
• 分類號: H01S3/16;H01S3/0941
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

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

背景技術

紫外激光在紫外光刻、生物細胞的熒光分析等領域得到廣泛的應用，要求紫外激光器具有高的轉換效率并輸出高功率。

近年來InGaN、GaN基半導體激光器得到了廣泛地發展，GaN基半導體激光器能夠輸出400nm的紫外激光，并且可連續工作1000小時左右，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（二階諧波產生）效應及THG（三階諧波產生）效應以減小振蕩波長也得到了廣泛的應用，可得到380nm及以下波長范圍的紫外光，然而振蕩效率降低并且壽命也變短。

發明內容

本實用新型提供一種InGaN基或GaN基半導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、固態增益介質、波長轉換元件，其特征在于：所述泵浦源為InGaN基或GaN基半導體激光二極管，發出激光光束作為泵浦光；所述固態增益介質采用至少摻雜稀土元素Pr³⁺的固態激光晶體，泵浦光經聚集透鏡聚焦后入射至固態激光晶體的入光面，所述入光面作為諧振腔的輸入鏡；在固態激光晶體的出光方向后方設置諧振腔的輸出鏡；在固態激光晶體與輸出鏡之間設置波長轉換元件和標準具；所述固態增益介質、波長轉換元件、標準具和輸出鏡設置在熱沉上，所述泵浦源設置在散熱基座上，聚焦透鏡設置在透鏡支架上；所述熱沉、散熱基座與透鏡支架設置在可以調節溫度的帕爾貼元件以調節各光學元件的溫度。

所述泵浦源、聚焦透鏡、固態增益介質、波長轉換元件、標準具、輸出鏡及帕爾貼元件設置在密封箱中，密封箱的出光處設置有出光窗口，紫外激光從所述出光窗口出射。

所述InGaN基半導體激光二極管為寬帶隙激光二極管，輸出波長約為450nm。

所述固態激光晶體為Pr³⁺:YLF晶體，在泵浦光的作用下能夠從能級³P₀躍遷到能級³F₄，可輸出720nm的激光；所述Pr³⁺:YLF晶體的入光面鍍450nmHT/720nmHR膜，在450nm處的透過率約為80%，在720nm處的反射率約為99%；所述Pr³⁺: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%。

所述波長轉換元件為非線性光學材料，采用MgO:LiNbO₃晶體，具有周期性疇極化反轉結構，其疇極化反轉結構的周期為1.65μm，將720nm的基波轉化為二階諧波360nm，經輸出鏡輸出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處的透過率在95%以上。

所述標準具作為波長選擇元件，使得激光器的諧振腔內為單縱模振蕩，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⁺的固態激光晶體在InGaN基或GaN基半導體激光二極管的泵浦下，能夠在700-800nm范圍內振蕩，可實現從能級³P₀躍遷到能級³F₄，從而輸出720nm的激光，并且可通過具有周期性疇極化反轉結構的波長轉換元件產生二階諧波，而高效率地獲得360nm的紫外激光，并且激光器的結構簡單，損耗較小；此外還能夠調節各光學元件的溫度，使光學元件保持在最佳的工作狀態，提高轉化效率。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖1對本實用新型作進一步詳細說明。