[發(fā)明專利]一種用于木材加工的紫外超快激光器

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• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112421361A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設計）人: 彭曉瑞;張玲;唐光鑫;張占寬;李博;李偉光;趙麗媛
• 申請（專利權）人: 中國林業(yè)科學研究院木材工業(yè)研究所;中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/109;H01S3/11
• 代理公司: 北京和信華成知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 焦海峰

1.一種用于木材加工的紫外超快激光器，其特征在于，包括皮秒種子源(1)、激光放大器(2)和激光頻率變換模塊(3)，所述皮秒種子源(1)產(chǎn)生的激光經(jīng)過所述激光放大器(2)的放大和所述激光頻率變換模塊(3)的頻率變換調制后得到和頻紫外皮秒激光；

所述皮秒種子源(1)產(chǎn)生的皮秒激光經(jīng)過所述激光放大器(2)的放大作用后得到高功率基頻光，所述高功率基頻光經(jīng)過反射輸入所述激光頻率變換模塊(3)并通過非線性效應轉換為倍頻光，且所述激光頻率變換模塊(3)通過調控所述高功率基頻光和所述倍頻光的和頻參數(shù)以在和頻時獲得符合木材木質素對激光能量吸收波長范圍的和頻紫外皮秒激光。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于木材加工的紫外超快激光器，其特征在于：所述激光頻率變換模塊(3)包括倍頻組件(31)以及和頻組件(32)，所述倍頻組件(31)將所述高功率基頻光通過非線性效應進行頻率轉換得到倍頻光，所述和頻組件(32)將所述高功率基頻光和所述倍頻光分成兩個光路傳輸，并且所述和頻組件(32)通過調控所述高功率基頻光和所述倍頻光在傳輸過程中的時間參數(shù)、空間參數(shù)和偏振參數(shù)以在和頻時獲得所述和頻紫外皮秒激光。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種用于木材加工的紫外超快激光器，其特征在于：所述倍頻組件(31)包括倍頻聚焦透鏡(311)和倍頻晶體(312)，所述倍頻聚焦透鏡(311)的兩端面上鍍有對所述高功率基頻光高透的第一高透膜，且所述倍頻晶體(312)的兩端面上鍍有對所述高功率基頻光和所述倍頻光雙高透的第二高透膜。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種用于木材加工的紫外超快激光器，其特征在于：所述和頻組件(32)包括分光鏡(322)、基頻傳輸單元、倍頻傳輸單元以及合束和頻單元，所述高功率基頻光和所述倍頻光通過所述分光鏡(322)分別沿著所述基頻傳輸單元和倍頻傳輸單元傳輸，所述基頻傳輸單元通過延長所述高功率基頻光的光路以及對所述高功率基頻光光斑調整以使得所述高功率基頻光與所述倍頻光在時間和空間上重合，所述倍頻傳輸單元通過改變所述倍頻光的偏振以確保所述高功率基頻光和所述倍頻光具有相同的偏振，調制后的所述高功率基頻光和倍頻光經(jīng)過所述合束和頻單元獲得用于滿足木材高精度激光加工的所述和頻紫外皮秒激光。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種用于木材加工的紫外超快激光器，其特征在于：所述分光鏡(322)為45度半反半透的平面鏡，所述分光鏡(322)的表面鍍有對所述基頻光50％透過以及對所述倍頻光50％反射的復合膜。

6.根據(jù)權利要求4所述的一種用于木材加工的紫外超快激光器，其特征在于：所述基頻傳輸單元包括光路延時部件和基頻聚焦鏡(321)，所述光路延時部件由四個基頻光45度高反鏡(323)組成，其中兩個所述基頻光45度高反鏡(323)設置在平移臺上，通過調節(jié)所述平移臺的位置來改變所述高頻率基頻光的光路長度以使得和頻時所述高功率基頻光和倍頻光的時間重合，且所述基頻聚焦鏡(321)用于控制輸出的所述高功率基頻光的光斑大小以確保和頻時所述高功率基頻光和倍頻光的空間重合。

7.根據(jù)權利要求6所述的一種用于木材加工的紫外超快激光器，其特征在于：所述倍頻傳輸單元包括兩個45度平面反光鏡(324)以及設置在兩個所述45度平面反光鏡(324)之間的雙波長波片(325)，沿著所述倍頻光的傳輸方向在所述雙波長波片(325)后方設有倍頻聚焦鏡(326)，所述第一個45度平面反光鏡(324)將所述倍頻光反射到所述雙波長波片(325)，所述雙波長波片(325)改變倍頻光的偏振以確保所述基頻光和所述倍頻光具有相同的偏振，調制偏振后的所述倍頻光經(jīng)過倍頻聚焦鏡(326)控制所述倍頻光的光斑大小以確保和頻時所述高功率基頻光和倍頻光的空間重合。