光纖端面泵浦布儒斯特角腔內(nèi)選頻355nm紫外激光器用諧振腔的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種紫外激光器，具體地說(shuō)是一種光纖端面泵浦布儒斯特角腔內(nèi)選頻355nm紫外激光器用諧振腔，屬于紫外光發(fā)生裝置技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]激光是近代科學(xué)技術(shù)中的重大發(fā)明之一，其中，355nm紫外激光在非金屬以及精密加工中的應(yīng)用價(jià)值尤其突出。全球?qū)?yōu)質(zhì)的冷光源激光器的需求日益增加，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。獲取光束質(zhì)量?jī)?yōu)良，頻率單一，能長(zhǎng)效穩(wěn)定運(yùn)行的紫外激光，對(duì)精密加工行業(yè)和非金屬加工行業(yè)，意義重大。從激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)，也是大勢(shì)所趨。
[0003]紫外激光屬于短波長(zhǎng)，冷光源，加工的效應(yīng)是通過(guò)短波長(zhǎng)激光，直接被材料的分子或原子吸收，打斷物質(zhì)的分子鏈，使其脫落，或改變其分子屬性，從而達(dá)到切割、蝕刻、打標(biāo)等不同的加工效果，對(duì)所加工材料的熱影響極低。不同于長(zhǎng)波長(zhǎng)激光使材料產(chǎn)生高溫，表層物質(zhì)氣化的過(guò)程，激光光斑附件的材料，會(huì)有較強(qiáng)的熱影響。幾乎所有材料對(duì)紫外激光的吸收率都極高，同紅外激光比較，紫外激光除銅材質(zhì)意外，適合加工的材質(zhì)更加廣泛。355nm紫外激光器，輸出波長(zhǎng)短，能量集中，激光聚焦光斑極小，聚焦點(diǎn)可以小到幾個(gè)微米數(shù)量級(jí)，加之355nm波長(zhǎng)熱效應(yīng)小，能在很大程度上降低被加工材料的機(jī)械變形和熱破壞，在精密材料微加工，紫外固化，光刻等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。
[0004]功率穩(wěn)定，光學(xué)質(zhì)量高，頻率單一的紫外激光器才能將紫外激光的加工優(yōu)勢(shì)完全體現(xiàn)出來(lái)，品質(zhì)不佳的紫外激光器大大限制了紫外激光的應(yīng)用。紫外激光的產(chǎn)生，主要是將波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅外激光，通過(guò)倍頻晶體的多次非線性轉(zhuǎn)換而獲得。由于355nm激光能被包括光學(xué)器件在內(nèi)的幾乎所有材料吸收，容易損傷光學(xué)器件；非線性晶體的轉(zhuǎn)換效率極易受溫度變化影響，造成激光器功率不穩(wěn)定；加之整個(gè)激光器光路內(nèi)有808nm，1064nm，532nm，355nm等多種波長(zhǎng)的激光，如果355nm波長(zhǎng)的激光輸出時(shí)，摻雜了較多的其他波長(zhǎng)激光，會(huì)造成激光器加工效果不佳。所以要獲得功率穩(wěn)定，光學(xué)質(zhì)量高，頻率純凈的紫外激光，對(duì)紫外激光器的光學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)以及機(jī)械等綜合設(shè)計(jì)的要求很高。
[0005]諧振腔是激光器中的重要組成部分，其作用是選擇頻率一定、方向一致的光作最優(yōu)先的放大，而把其他頻率和方向的光加以抑制，設(shè)計(jì)良好的諧振腔是實(shí)現(xiàn)大功率、高質(zhì)量激光輸出的關(guān)鍵，合適的諧振腔結(jié)構(gòu)可以最大限度的提高激光器的能量提取效率?，F(xiàn)有技術(shù)中常用的諧振腔結(jié)構(gòu)很難在高輸出功率和高光束質(zhì)量的兩方面同時(shí)滿(mǎn)足要求，并且諧振腔的穩(wěn)定度也不夠，需要加以改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種光纖端面泵浦布儒斯特角腔內(nèi)選頻355nm紫外激光器用諧振腔，其結(jié)構(gòu)巧妙，設(shè)計(jì)合理，能夠在高輸出功率和高光束質(zhì)量達(dá)到較理想的平衡，穩(wěn)定激光的輸出功率和光學(xué)質(zhì)量。
[0007]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案:光纖端面泵浦布儒斯特角腔內(nèi)選頻355nm紫外激光器用諧振腔，其特征在于:包括前反鏡、YV04晶體、轉(zhuǎn)折鏡、三倍頻LBO晶體、二倍頻LBO晶體和后反鏡，所述前反鏡、YV04晶體、聲光Q開(kāi)關(guān)和轉(zhuǎn)折鏡沿808nm泵浦激光的出射方向自后向前順次設(shè)置，808nm泵浦激光通過(guò)前反鏡進(jìn)入并激發(fā)YV04晶體，產(chǎn)生1064nm激光；1064nm激光進(jìn)入轉(zhuǎn)折鏡，經(jīng)轉(zhuǎn)折鏡后折反出射，所述三倍頻LBO晶體設(shè)置在經(jīng)轉(zhuǎn)折鏡折反出射的1064nm激光出射方向的前方，轉(zhuǎn)折鏡折反出射的1064nm激光經(jīng)三倍頻LBO晶體折射后出射；所述二倍頻LBO晶體和后反鏡順次設(shè)置在經(jīng)三倍頻LBO晶體折射射出的1064nm激光出射方向的前方，三倍頻LBO晶體出射的1064nm激光經(jīng)過(guò)二倍頻LBO晶體后進(jìn)入后反鏡并原路反射，后反鏡反射回來(lái)的1064nm激光在經(jīng)過(guò)二倍頻LBO晶體時(shí)，部分被非線性轉(zhuǎn)換成532nm激光；532nm激光和1064nm激光在經(jīng)過(guò)三倍頻LBO晶體時(shí)，非線性轉(zhuǎn)換成355nm紫外激光；1064nm激光、532nm激光和355nm激光組成的混合激光從三倍頻LBO晶體的布儒斯特角出射。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述諧振腔還包括聲光Q開(kāi)關(guān)，所述聲光Q開(kāi)關(guān)設(shè)置在YV04晶體與轉(zhuǎn)折鏡之間，聲光Q開(kāi)關(guān)通過(guò)Q開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述前反鏡為平凸前反鏡。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
(I)本發(fā)明的諧振腔光路采用折疊光路，確保諧振腔光路長(zhǎng)度，保證激光器光束質(zhì)量，穩(wěn)定性，同時(shí)縮小激光器整機(jī)體積。
[0011](2)本發(fā)明采用LBO晶體直接布儒斯特角分光，確保單一頻率激光輸出，同時(shí)降低光學(xué)器件鍍膜的閾值要求，提高整機(jī)的穩(wěn)定性和使用壽命。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0014]如圖所示:實(shí)施例中的諧振腔用于光纖端面泵浦布儒斯特角腔內(nèi)選頻355nm紫外激光器上，其主要是由前反鏡1、YV04晶體2、聲光Q開(kāi)關(guān)3、轉(zhuǎn)折鏡4、三倍頻LBO晶體5、平凸前二倍頻LBO晶體6和后反鏡7等零部件組成。
[0015]如圖1所示，所述前反鏡1、YV04晶體2、聲光Q開(kāi)關(guān)3和轉(zhuǎn)折鏡4沿808nm泵浦激光的出射方向自后向前順次設(shè)置；808nm泵浦激光通過(guò)前反鏡I進(jìn)入并激發(fā)YV04晶體2，產(chǎn)生1064nm激光；1064nm激光經(jīng)聲光Q開(kāi)關(guān)3進(jìn)入轉(zhuǎn)折鏡4，經(jīng)轉(zhuǎn)折鏡4后折反出射，聲光Q開(kāi)關(guān)3通過(guò)Q開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，通過(guò)控制聲光Q開(kāi)關(guān)3的頻率和脈寬、在腔內(nèi)產(chǎn)生峰值較高、質(zhì)量?jī)?yōu)良的1064nm激光；所述三倍頻LBO晶體5設(shè)置在經(jīng)轉(zhuǎn)折鏡4折反出射的1064nm激光出射方向的前方，轉(zhuǎn)折鏡4折反出射的1064nm激光經(jīng)三倍頻LBO晶體5折射后出射；所述二倍頻LBO晶體6和后反鏡7順次設(shè)置在經(jīng)三倍頻LBO晶體5折射射出的1064nm激光出射方向的前方，三倍頻LBO晶體5出射的1064nm激光經(jīng)過(guò)二倍頻LBO晶體6后進(jìn)入后反鏡7并原路反射，后反鏡7反射回來(lái)的1064nm激光在經(jīng)過(guò)二倍頻LBO晶體6時(shí)，部分被非線性轉(zhuǎn)換成532nm激光；532nm激光和1064nm激光在經(jīng)過(guò)三倍頻LBO晶體5時(shí)，非線性轉(zhuǎn)換成355nm紫外激光；1064nm激光、532nm激光和355nm激光組成的混合激光從三倍頻LBO晶體5的布儒斯特角出射。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例中，所述前反鏡I優(yōu)選采用平凸前反鏡I。本發(fā)明中的808nm泵浦激光是由808nm半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生，808nm半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的泵浦激光通過(guò)808nm導(dǎo)出光纖導(dǎo)入耦合頭聚焦，聚焦的808nm泵浦激光通過(guò)耦合頭出射，進(jìn)入諧振腔。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.光纖端面泵浦布儒斯特角腔內(nèi)選頻355nm紫外激光器用諧振腔，其特征在于:包括前反鏡(I)、YV04晶體(2)、轉(zhuǎn)折鏡(4)、三倍頻LBO晶體(5)、二倍頻LBO晶體(6)和后反鏡(7 )，所述前反鏡(I)、YV04晶體(2 )和轉(zhuǎn)折鏡(4)沿808nm泵浦激光的出射方向自后向前順次設(shè)置，808nm泵浦激光通過(guò)前反鏡(I)進(jìn)入并激發(fā)YV04晶體(2)，產(chǎn)生1064nm激光；1064nm激光進(jìn)入轉(zhuǎn)折鏡(4)，經(jīng)轉(zhuǎn)折鏡(4)后折反出射；所述三倍頻LBO晶體(5)設(shè)置在經(jīng)轉(zhuǎn)折鏡(4)折反出射的1064nm激光出射方向的前方，轉(zhuǎn)折鏡(4)折反出射的1064nm激光經(jīng)三倍頻LBO晶體(5)折射后出射；所述二倍頻LBO晶體(6)和后反鏡(7)順次設(shè)置在經(jīng)三倍頻LBO晶體(5)折射射出的1064nm激光出射方向的前方，三倍頻LBO晶體(5)出射的1064nm激光經(jīng)過(guò)二倍頻LBO晶體(6)后進(jìn)入后反鏡(7)并原路反射，后反鏡(7)反射回來(lái)的1064nm激光在經(jīng)過(guò)二倍頻LBO晶體(6)時(shí)，部分被非線性轉(zhuǎn)換成532nm激光；532nm激光和1064nm激光在經(jīng)過(guò)三倍頻LBO晶體(5)時(shí)，非線性轉(zhuǎn)換成355nm紫外激光；1064nm激光、532nm激光和355nm激光組成的混合激光從三倍頻LBO晶體(5)的布儒斯特角出射。
2.如權(quán)利要求1所述的光纖端面泵浦布儒斯特角腔內(nèi)選頻355nm紫外激光器用諧振腔，其特征在于:所述諧振腔還包括聲光Q開(kāi)關(guān)(3)，所述聲光Q開(kāi)關(guān)(3)設(shè)置在YV04晶體(2)與轉(zhuǎn)折鏡(4)之間，聲光Q開(kāi)關(guān)(3)通過(guò)Q開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1所述的光纖端面泵浦布儒斯特角腔內(nèi)選頻355nm紫外激光器用諧振腔，其特征在于:所述前反鏡(I)為平凸前反鏡(I)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及光纖端面泵浦布儒斯特角腔內(nèi)選頻355nm紫外激光器用諧振腔。前反鏡、YVO4晶體、聲光Q開(kāi)關(guān)和轉(zhuǎn)折鏡沿808nm泵浦激光出射方向順次設(shè)置，808nm泵浦激光通過(guò)前反鏡進(jìn)入并激發(fā)YVO4晶體，產(chǎn)生1064nm激光；1064nm激光進(jìn)入轉(zhuǎn)折鏡，經(jīng)轉(zhuǎn)折鏡后折反出射，三倍頻LBO晶體設(shè)置在經(jīng)轉(zhuǎn)折鏡折反出射的1064nm激光出射方向的前方，轉(zhuǎn)折鏡折反出射的1064nm激光經(jīng)三倍頻LBO晶體折射后出射；二倍頻LBO晶體和后反鏡順次設(shè)置在經(jīng)三倍頻LBO晶體折射射出的1064nm激光出射方向的前方。本發(fā)明結(jié)構(gòu)巧妙，設(shè)計(jì)合理，能在高輸出功率和高光束質(zhì)量達(dá)到理想平衡，穩(wěn)定激光輸出功率和光學(xué)質(zhì)量。
【IPC分類(lèi)】H01S3-081, H01S3-109
【公開(kāi)號(hào)】CN104716552
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510149722
【發(fā)明人】曾軍河, 李建軍
【申請(qǐng)人】無(wú)錫慶源激光科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年3月31日