半導體側泵浦腔內倍頻紫外激光器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種半導體側泵浦腔內倍頻紫外激光器，包括折疊諧振腔、Q開關、半導體側泵浦模塊、和頻晶體、波片、倍頻晶體，所述折疊諧振腔由前端反射鏡、折疊反射鏡以及后端反射鏡構成，所述Q開關靠近前端反射鏡放置，所述半導體側泵浦模塊靠近Q開關放置，倍頻晶體靠近后端反射鏡放置，波片靠近倍頻晶體放置，和頻晶體靠近波片放置。本實用新型結構簡單、功率高、穩(wěn)定性高。
【專利說明】半導體側泵浦腔內倍頻紫外激光器

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種激光設備，特別涉及一種半導體側泵浦腔內倍頻紫外激光器。

【背景技術】
[0002]紫外激光器的輸出波長短，材料作用力強，分辨率高，聚焦點可小到幾個微米數量級，已經在半導體領域，材料精細加工，紫外固化等外固化等領域有了廣泛的應用。但由于紫外激光涉及復雜的二次倍頻技術以及由此引起的光轉換效率問題和穩(wěn)定性問題，人們利用各種方法和技術來實現(xiàn)紫外激光器。主要采用的技術有:腔外倍頻與腔內倍頻方式。兩種方式各有優(yōu)缺點:腔外倍頻技術穩(wěn)定性稍好，但轉換效率低；腔內倍頻剛反之。腔外倍頻是將高功率的脈沖紅外激光能過一個聚焦系統(tǒng)通過非線性晶體實現(xiàn)頻率轉換。這種方法要求聚焦點光斑尺寸小，因此晶體比較容易損壞，對晶體鍍膜的要求高。需在一定試用時間后進行換位置從而實現(xiàn)晶體的長時間可靠工作。此技術對晶休的控制有非常嚴格的要求，整個結構比較復雜，這大大增加了激光器成本。腔內倍頻方式通過插入一個鍍有多波長的鏡片或和頻晶體一端以布儒斯特角切割將紫外激光導出腔外。傳統(tǒng)的倍頻晶體的非線性系數小，為了獲得高的倍頻轉化需較長的晶體導致溫寬窄及較差的光束質量從而影響了紫外激光器的品質。
實用新型內容
[0003]本實用新型要解決的技術問題，在于提供一種半導體側泵浦腔內倍頻紫外激光器，結構簡單、功率高、穩(wěn)定性高。
[0004]本實用新型是這樣實現(xiàn)的:一種半導體側泵浦腔內倍頻紫外激光器，包括折疊諧振腔、Q開關、半導體側泵浦模塊、和頻晶體、波片、倍頻晶體，所述折疊諧振腔由前端反射鏡、折疊反射鏡以及后端反射鏡構成，所述Q開關靠近前端反射鏡放置，所述半導體側泵浦模塊靠近Q開關放置，倍頻晶體靠近后端反射鏡放置，波片靠近倍頻晶體放置，和頻晶體靠近波片放置。
[0005]進一步的，所述前端反射鏡與折疊反射鏡之間呈有夾角，所述后端反射鏡與折疊反射鏡之間呈有夾角，且所述前端反射鏡與所述后端反射鏡位于折疊反射鏡的同側。
[0006]進一步的，所述前端反射鏡與折疊反射鏡之間的夾角< 8°，所述后端反射鏡與折疊反射鏡之間的夾角<8°。
[0007]進一步的，所述前端反射鏡與折疊反射鏡鍍1064nm基頻光全反膜，所述后端反射鏡鍍1064nm基頻光與532nm倍頻光全反膜。
[0008]進一步的，所述半導體側泵浦模塊為Nd: YV04激光晶體或Nd = YAG激光晶體，且所述Nd:YV04激光晶體或Nd = YAG激光晶體的兩端以布儒斯特角切割。
[0009]進一步的，所述倍頻晶體為MgO = PPSLT晶體，且倍頻晶體兩端鍍1064nm基頻光與532nm倍頻光增透膜。
[0010]進一步的，所述波片相對基頻光為全波片、倍頻光為1/2波片，實現(xiàn)倍頻光從P偏振光轉換成S偏振光。
[0011]進一步的,所述和頻晶體采用LBO晶體II類匹配方式,和頻晶體的一端鍍1064nm基頻光與532nm倍頻光增透膜，晶體一端以布儒斯特角切割。
[0012]進一步的，所述Q開關為聲光Q開關或電光Q開關。
[0013]本實用新型具有如下優(yōu)點:本實用新型的半導體側泵浦腔內倍頻紫外激光器采用折疊諧振腔結構并使用波片，使腔內振蕩的P偏振1064nm基頻光通過倍頻晶體能過準相位匹配的方式產生同偏振方向的532nm倍頻光，基頻光與倍頻光通過波片后，基頻光偏振不變，倍頻光偏振方向旋轉90度成S偏振。P偏振基頻光與S偏振倍頻光通過和頻晶體II類匹配方式產生偏振的355nm紫外激光,355nm紫外激光通過一端以布儒斯特角切割的和頻晶體導出腔外。整體結構簡單、功率高、穩(wěn)定性高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面參照附圖結合實施例對本實用新型作進一步的說明。
[0015]圖1為本實用新型半導體側泵浦腔內倍頻紫外激光器的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，本實用新型的半導體側泵浦腔內倍頻紫外激光器，包括折疊諧振腔、Q開關2、半導體側泵浦模塊3、和頻晶體4、波片5、倍頻晶體6，所述折疊諧振腔由前端反射鏡11、折疊反射鏡12以及后端反射鏡13構成，所述Q開關2靠近前端反射鏡11放置，所述半導體側泵浦模塊3靠近Q開關2放置，倍頻晶體4靠近后端反射鏡13放置，波片5靠近倍頻晶體6放置，和頻晶體4靠近波片5放置。
[0017]所述前端反射鏡11與折疊反射鏡12之間呈有夾角，其中該夾角以< 8°為宜，所述后端反射鏡13與折疊反射鏡12之間呈有夾角，其中該夾角以< 8°為宜，且所述前端反射鏡11與所述后端反射鏡13位于折疊反射鏡12的同側。所述前端反射鏡11與折疊反射鏡12鍍1064nm基頻光全反膜，所述后端反射鏡13鍍1064nm基頻光與532nm倍頻光全反膜。
[0018]所述半導體側泵浦模塊3為Nd: YV04激光晶體或Nd: YAG激光晶體，且所述Nd:YV04激光晶體或Nd = YAG激光晶體的兩端以布儒斯特角切割。布儒斯特角θρ =Arctan (n2/nl)，η2和nl為基頻光相對于所述激光晶體和空氣的折射率。當選用兩端以布儒斯特角切割的Nd = YAG激光晶體做為半導體側泵浦模塊3時，Nd = YAG激光晶體的Nd3+濃度為1%，Nd:YAG激光晶體的直徑為1.6mm，長度為63.5mm。
[0019]所述倍頻晶體6為準相位匹配晶體per1dically poled structure innearly-stoich1metric MgO-doped LiTa03 (MgO: PPSLT)晶體，且倍頻晶體 6 兩端鍛1064nm基頻光與532nm倍頻光增透膜。倍頻晶體6的極化周期為8微米，厚度為1mm，寬為2mm,由于該倍頻晶體6大的非線性系數為d33 = 13.8pm/v (大于LBO晶體10倍)，長度選用2mm，相位匹配最佳溫度在40°C左右，工作溫寬為10°C。
[0020]所述波片5相對基頻光為全波片、倍頻光為1/2波片，波片放置角度為光軸與P偏振方向成45度，實現(xiàn)倍頻光從P偏振光轉換成S偏振光。
[0021]所述和頻晶體4采用LBO晶體，匹配方式為II類匹配方式,和頻晶體的一端鍍1064nm基頻光與532nm倍頻光增透膜，晶體一端以布儒斯特角切割，布儒斯特角θρ =Arctan(n2/nl),n2和nl為基頻光相對于和頻晶體和空氣的折射率。
[0022]所述Q開關2為聲光Q開關或電光Q開關，具體米用聲光Q開關還是電光Q開關取決于應用。
[0023]另外，本實用新型中的半導體側泵浦模塊可以通過傳導水冷方式工作，倍頻晶體與合頻晶體通過半導體制冷片方式雙向精確控溫。精度在0.02以內。
[0024]本實用新型的半導體側泵浦腔內倍頻紫外激光器的工作原理:采用折疊諧振腔結構并使用波片，使腔內振蕩的P偏振1064nm基頻光A通過倍頻晶體6能過準相位匹配的方式產生同偏振方向的532nm倍頻光B，基頻光A與倍頻光B通過波片5后，基頻光A偏振不變，倍頻光B偏振方向旋轉90度成S偏振。P偏振基頻光A與S偏振倍頻光B通過和頻晶體4的II類匹配方式產生偏振的355nm紫外激光C,355nm紫外激光C通過一端以布儒斯特角切割的和頻晶體導出腔外。整體結構簡單、功率高、穩(wěn)定性高。
[0025]雖然以上描述了本實用新型的【具體實施方式】，但是熟悉本【技術領域】的技術人員應當理解，我們所描述的具體的實施例只是說明性的，而不是用于對本實用新型的范圍的限定，熟悉本領域的技術人員在依照本實用新型的精神所作的等效的修飾以及變化，都應當涵蓋在本實用新型的權利要求所保護的范圍內。
【權利要求】
1.一種半導體側泵浦腔內倍頻紫外激光器，其特征在于:包括折疊諧振腔、Q開關、半導體側泵浦模塊、和頻晶體、波片、倍頻晶體，所述折疊諧振腔由前端反射鏡、折疊反射鏡以及后端反射鏡構成，所述Q開關靠近前端反射鏡放置，所述半導體側泵浦模塊靠近Q開關放置，倍頻晶體靠近后端反射鏡放置，波片靠近倍頻晶體放置，和頻晶體靠近波片放置。
2.根據權利要求1所述的半導體側泵浦腔內倍頻紫外激光器，其特征在于:所述前端反射鏡與折疊反射鏡之間呈有夾角，所述后端反射鏡與折疊反射鏡之間呈有夾角，且所述前端反射鏡與所述后端反射鏡位于折疊反射鏡的同側。
3.根據權利要求2所述的半導體側泵浦腔內倍頻紫外激光器，其特征在于:所述前端反射鏡與折疊反射鏡之間的夾角<8°，所述后端反射鏡與折疊反射鏡之間的夾角<8°。
4.根據權利要求1至3任一項所述的半導體側泵浦腔內倍頻紫外激光器，其特征在于:所述前端反射鏡與折疊反射鏡鍍1064nm基頻光全反膜，所述后端反射鏡鍍1064nm基頻光與532nm倍頻光全反膜。
5.根據權利要求1所述的半導體側泵浦腔內倍頻紫外激光器，其特征在于:所述半導體側泵浦模塊為Nd: YV04激光晶體或Nd: YAG激光晶體，且所述Nd: YV04激光晶體或Nd: YAG激光晶體的兩端以布儒斯特角切割。
6.根據權利要求1所述的半導體側泵浦腔內倍頻紫外激光器，其特征在于:所述倍頻晶體為MgO = PPSLT晶體，且倍頻晶體兩端鍍1064nm基頻光與532nm倍頻光增透膜。
7.根據權利要求1所述的半導體側泵浦腔內倍頻紫外激光器，其特征在于:所述波片相對基頻光為全波片、倍頻光為1/2波片，實現(xiàn)倍頻光從P偏振光轉換成S偏振光。
8.根據權利要求1所述的半導體側泵浦腔內倍頻紫外激光器，其特征在于:所述和頻晶體采用LBO晶體II類匹配方式，和頻晶體的一端鍍1064nm基頻光與532nm倍頻光增透膜，晶體一端以布儒斯特角切割。
9.根據權利要求1所述的半導體側泵浦腔內倍頻紫外激光器，其特征在于:所述Q開關為聲光Q開關或電光Q開關。
【文檔編號】H01S3/0941GK204167676SQ201420541471
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年9月19日 優(yōu)先權日:2014年9月19日
【發(fā)明者】劉承勇, 張文昌, 陳新民 申請人:福州紫鳳光電科技有限公司