[發明專利]一種窄束腰的連續波紫外固體激光器

在審

• 申請號: 202310584916.5
• 申請日: 2023-05-23
• 公開（公告）號: CN116544767A
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發明（設計）人: 于浩海;張懷金;王正平
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H01S3/109
• 分類號: H01S3/109;H01S3/08;H01S3/16
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 李冉

1.一種窄束腰的連續波紫外固體激光器，其特征在于，包括：泵浦源、聚焦整形系統、諧振腔輸入鏡、激光晶體、倍頻晶體、倍頻輸出鏡和倍頻全反鏡，其中諧振腔輸入鏡、倍頻輸出鏡和倍頻全反鏡組成兩臂均為近對稱共心腔的V型激光諧振腔，激光晶體和倍頻晶體分別置于近對稱共心腔的束腰處；

泵浦源發射泵浦光，泵浦光依次經過聚焦整形系統和諧振腔輸入鏡照射到激光晶體上，激光晶體產生基頻可見激光，基頻可見激光經倍頻輸出鏡反射后到達倍頻晶體，部分基頻可見激光在倍頻晶體處產生第一紫外倍頻光，第一紫外倍頻光與剩余基頻可見激光被倍頻全反鏡反射后再次通過倍頻晶體，剩余基頻可見激光在倍頻晶體內產生第二紫外倍頻光，第一紫外倍頻光與第二紫外倍頻光穿過倍頻晶體后經倍頻輸出鏡一起輸出腔外。

2.根據權利要求1所述的一種窄束腰的連續波紫外固體激光器，其特征在于，諧振腔輸入鏡、倍頻輸出鏡和倍頻全反鏡均為平凹鏡，平凹鏡凹面的曲率半徑均為50mm，V型激光諧振腔兩臂的長度均為99mm。

3.根據權利要求1所述的一種窄束腰的連續波紫外固體激光器，其特征在于，激光晶體和倍頻晶體均采用10mm以上的長晶體，長度大于所在束腰位置的瑞利距離。

4.根據權利要求1所述的一種窄束腰的連續波紫外固體激光器，其特征在于，激光晶體為Pr³⁺摻雜氟化物晶體，包括但不限于摻鐠氟化釔鋰晶體Pr³⁺:YLiF₄，摻鐠氟化釓鋰晶體Pr³⁺:GdLiF₄，或摻鐠氟化镥鋰晶體Pr³⁺:LuLiF₄。

5.根據權利要求4所述的一種窄束腰的連續波紫外固體激光器，其特征在于，選擇Pr³⁺摻雜氟化物晶體的不同能級躍遷產生不同波長的基頻可見激光當能級躍遷分別為³P₁→³H₅、³P₀→³H₆、³P₀→³F₂、³P₀→³F₃、³P₀→³F₄時，對應的基頻可見激光波長分別為522nm、610nm、640nm、700nm、720nm，倍頻后輸出腔外的紫外激光波長分別對應為261nm、305nm、320nm、350nm、360nm。

6.根據權利要求5所述的一種窄束腰的連續波紫外固體激光器，其特征在于，當Pr³⁺摻雜氟化物晶體的能級躍遷為³P₁→³H₅，腔內振蕩的基頻可見激光波長為522nm，輸出腔外的紫外激光波長為261nm時，諧振腔輸入鏡靠近泵浦源的平面鍍以對444nm泵浦光增透的介質膜，靠近V型激光諧振腔的凹面鍍以444nm增透、600-800nm增透、522nm高反的介質膜；

倍頻輸出鏡靠近V型激光諧振腔的凹面鍍以對261nm增透、522nm高反、600-800nm增透的介質膜，遠離V型激光諧振腔的平面鍍以200-800nm增透膜；

倍頻全反鏡靠近V型激光諧振腔的凹面鍍以對261nm高反、522nm高反、600-800nm增透的介質膜，遠離V型激光諧振腔的平面鍍以600-800nm增透膜。