[發(fā)明專利]一種飛秒深紫外五倍頻激光器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111362085.4
• 申請日: 2021-11-17
• 公開（公告）號: CN113922194A
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王家贊;陳旭光;楊軍紅
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東粵港澳大灣區(qū)硬科技創(chuàng)新研究院
• 主分類號: H01S3/00
• 分類號: H01S3/00;H01S3/109
• 代理公司: 深圳市科進(jìn)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 魏毅宏

本申請?zhí)峁┑娘w秒深紫外五倍頻激光器，包括基頻飛秒激光器(1)、二倍頻模塊(2)、雙色鏡(3)、雙色鏡(4)、四倍頻模塊(5)、五倍頻模塊(6)、第一反射鏡(7)及第一反射鏡(8)，本申請?zhí)峁┑娘w秒深紫外五倍頻激光器，二倍頻后使用高度可靠、損耗低、成本低的分色鏡將二倍頻激光與基頻激光分離，產(chǎn)生合適的延遲線再合束來補(bǔ)償后續(xù)四倍頻、五倍頻產(chǎn)生的時間走離，由于采用的是基頻與二倍頻的分束、合束，所使用的器件高度可靠、損耗低、成本低，可以避免四倍頻分光鏡的使用，同時可以有效補(bǔ)償基頻光和四倍頻光的時間走離，這樣飛秒深紫外五倍頻激光器可靠性高、成本低、損耗低、倍頻效率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種飛秒深紫外五倍頻激光器。

背景技術(shù)

飛秒激光具有高精度、高質(zhì)量的加工效果，已被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。短波長的深紫外飛秒激光具有高單光子能量并且允許聚焦到更小的光斑，對實際應(yīng)用有重要意義。目前，由于增益介質(zhì)的限制，獲得深紫外的技術(shù)手段通常是采用非線性頻率變換，如倍頻、和頻等技術(shù)。

相對于納秒和皮秒的三倍頻產(chǎn)生紫外激光輸出的過程，在飛秒的五倍頻過程中，由于飛秒激光脈沖的脈沖寬度短、光譜寬，因此，由于色散造成的時空走離和寬光譜造成的相位失配等因素會嚴(yán)重影響五倍頻的效率。其中，基頻光和倍頻光的時空走離是影響五倍頻效率重要的因素。

現(xiàn)有獲得五倍頻飛秒激光的方式是在四倍頻之后，采用分色鏡將四倍頻光與基頻光分離，其中基頻光經(jīng)過延遲線和雙色鏡之后與四倍頻光再次合束，利用延遲線補(bǔ)償基頻光與四倍頻光的時間走離，進(jìn)而實現(xiàn)五倍頻深紫外激光輸出。

飛秒五倍頻“1+4”方案中，通常是在四倍頻之后將四倍頻的激光與基頻光進(jìn)行分離，但是在分離四倍頻激光時，四倍頻的光子能量高，對雙色鏡和合束鏡的質(zhì)量要求比較高，且這些鏡片容易損傷，使用壽命短；同時工作在四倍頻和基頻的分色鏡損耗比較大，致使整個激光器的倍頻效率低。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，有必要針對現(xiàn)有技術(shù)中存在缺陷提供一種安全可靠、損耗低、成本低，可以避免四倍頻分光鏡的使用且有效補(bǔ)償基頻光和四倍頻光的時間走離飛秒深紫外五倍頻激光器。

為解決上述問題，本申請采用下述技術(shù)方案：

本申請?zhí)峁┝艘环N飛秒深紫外五倍頻激光器，包括基頻飛秒激光器(1)、二倍頻模塊(2)、雙色鏡(3)、雙色鏡(4)、四倍頻模塊(5)、五倍頻模塊(6)、第一反射鏡(7)及反色鏡(8)，其中：

所述基頻飛秒激光器(1)提供基頻脈沖激光信號，所述基頻脈沖激光信號入射進(jìn)入所述二倍頻模塊(2)，所述二倍頻模塊(2)將所述基頻脈沖激光信號通過光學(xué)非線性效應(yīng)轉(zhuǎn)化為二倍頻激光，所述雙色鏡(3)透射所述二倍頻激光并反射所述基頻脈沖激光信號；

所述第一反射鏡(7)將經(jīng)所述雙色鏡(3)反射的所述基頻脈沖激光信號反射到所述第二反射鏡(8)上，所述第二反射鏡(8)再將所述基頻脈沖激光信號反射到所述雙色鏡(4)處；

所述雙色鏡(4)透射經(jīng)所述雙色鏡(3)透射的所述二倍頻激光以及反射經(jīng)所述第二反射鏡(8)反射的所述基頻脈沖激光信號，并將所述二倍頻激光及所述基頻脈沖激光信號合束后傳輸至所述四倍頻模塊(5)；

所述四倍頻模塊(5)將所述二倍頻激光通過光學(xué)非線性效應(yīng)轉(zhuǎn)化為四倍頻激光，并且透射所述基頻脈沖激光信號，所述五倍頻模塊(6)將經(jīng)所述四倍頻模塊(5)產(chǎn)生的四倍頻激光和透射的所述基頻脈沖激光信號通過光學(xué)非線性和頻效應(yīng)轉(zhuǎn)化為五倍頻激光。

在其中一些實施例中，還包括高精度位移臺(9)，所述高精度位移臺(9)用于整體平移所述第一反射鏡(7)和第二反射鏡(8)的位置。

本申請采用上述技術(shù)方案，其有益效果如下：