一種全固態355nm雷射器的製造方法

2023-07-12 13:10:36 2

一種全固態355nm雷射器的製造方法
【專利摘要】本發明提供的一種全固態355nm雷射器包括反射鏡A(1)、泵浦源(2)、Nd:YAG晶體(3)、調製器(4)、偏振分光鏡(5)、非線性光學晶體A(6)、輸出鏡A(7)、輸出鏡B(8)、45度反射鏡A(9)、45度反射鏡B(10)、二向色鏡(11)、聚焦光學系統(12)、紫外分光鏡(13)、非線性光學晶體B(14)、反射鏡B(15)和紫外雷射輸出鏡(16)；利用偏振分光鏡(5)將Nd:YAG晶體(3)發射的1064nm波長光分解成兩個偏振方向相互垂直的o光和e光，並各自形成雷射器的諧振腔，其中的1064nm波長e光倍頻獲得532nm綠光，該532nm綠光與1064nm波長o光通過非線性光學變換來產生355nm雷射。與現有技術相比，本發明的優點在於：該雷射器解決了Nd:YAG晶體三倍頻時偏振失配問題，具有高的三倍頻轉換效率。
【專利說明】一種全固態355nm雷射器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種全固態355nm雷射器,屬於光電子雷射【技術領域】。
【背景技術】
[0002]對制:￥￥04和制:￥麼6晶體產生的1064nm進行三倍頻是獲得355nm雷射的兩個重要手段，在倍頻和三倍頻時通常採用LBO晶體作為非線性光學變換晶體。採用Nd:YV04晶體作為雷射介質可以解決三倍頻時偏振失配問題，但晶體不容易生長大尺寸，獲得的355nm雷射功率有限；以Nd = YAG晶體作為雷射介質進行三倍頻可以獲得大的紫外355nm雷射功率輸出，但由於偏振失配而導致轉換效率較低。

【發明內容】
[0003]為克服上述矛盾，本發明的目的在於提供了一種全固態355nm雷射器。該雷射器解決了 Nd = YAG晶體倍頻和三倍頻時的偏振失配問題，具有高的三倍頻轉換效率。如附圖1所示，本發明提供的一種全固態355nm雷射器包括反射鏡Al、泵浦源2、Nd: YAG晶體3、調製器4、偏振分光鏡5、非線性光學晶體A6、輸出鏡A7、輸出鏡B8、45度反射鏡A9、45度反射鏡B10、二向色鏡11、聚焦光學系統12、紫外分光鏡13、非線性光學晶體B14、反射鏡B15和紫外雷射輸出鏡16 ;其中反射鏡Al、Nd = YAG晶體3、調製器4、偏振分光鏡5、非線性光學晶體A6和輸出鏡A7構成1064nm波長e光的雷射器諧振腔；反射鏡Al、NdiYAG晶體3、調製器4、偏振分光鏡5和輸出鏡B8構成1064nm波長ο光的雷射器諧振腔；在泵浦源2的激勵下，NdiYAG晶體3向左側發射的1064nm波長被反射鏡Al反射和向右側發射1064nm波長光穿過調製器4後入射到偏振分光鏡5上,偏振分光鏡5將其分成偏振方向相互垂直的線偏振光ο光和e光，1064nm波長e光穿過偏振分光鏡5後在非線性光學晶體A6中變換成532nm綠光從輸出鏡A7向右輸出；1064nm波長ο光被偏振分光鏡5反射向下從輸出鏡B8直接輸出，1064nm波長ο光被45度反射鏡Α9和BlO反射入射到二向色鏡11表面，二向色鏡11將此1064nm波長ο光與532nm綠光合成一束同光軸傳輸，聚焦光學系統12將此兩個波長光聚焦到非線性光學晶體B14中產生355nm波長光，從非線性光學晶體B14右側出射的1064nm波長ο光、532nm綠光和355nm波長雷射被反射鏡B15反射向左並再一次經過非線性光學晶體B14，1064nm波長ο光和532nm綠光將再一次在非線性光學晶體B14中產生355nm波長雷射；紫外分光鏡13將355nm波長光反射向下從紫外雷射輸出鏡16輸出；所述的反射鏡Al優選BK7或石英材料製作的平面鏡，其表面鍍制對1064nm波長雷射的高反射膜；所述的泵浦源2優選808nm或885nm半導體雷射器，用於對Nd = YAG晶體3的端面或側面進行激勵；所述的調製器4優選聲光調製器、電光調製器或被動調Q晶體，位於Nd: YAG晶體3和偏振分光鏡5之間，用於對該雷射器進行調製而產生高峰值功率的雷射脈衝；所述的偏振分光鏡5優選偏振分光平面反射鏡或格蘭雷射稜鏡,其分光面與該雷射器的光軸呈布儒斯特角放置，用於將對Nd:YAG晶體3發射的1064nm波長雷射分解成兩個偏振方向相互垂直的ο光和e光,使e光能夠穿過,而ο光在其分光面反射；所述的非線性光學晶體A6優選I類相位匹配的LBO晶體，其左側面鍍的光學薄膜對1064nm波長雷射減反射，對532nm波長雷射高反射，其右側面鍍的光學薄膜對1064nm和532nm兩個波長均減反射，位於偏振分光鏡5和輸出鏡A7之間，用於將1064nm波長雷射變換成532nm波長雷射；所述的輸出鏡A7優選BK7或石英材料製作的平面鏡或凹面鏡，其表面鍍的光學薄膜對1064nm波長雷射高反射，對532nm波長雷射減反射，用於將1064nm波長雷射反射向左，而使532nm波長雷射能夠透射；所述的輸出鏡B8優選BK7或石英材料製作的平面鏡，其表面鍍的光學薄膜對1064nm波長雷射的透射率在10%~20%間；所述的45度反射鏡Α9和BlO優選ΒΚ7或石英材料製作的平面鏡，其表面鍍制對45度角入射1064nm波長雷射的高反射膜，反射率大於99.5%，用於改變1064nm波長雷射的傳輸光路；所述的二向色鏡11優選石英材料製作的平面鏡，其表面鍍制光學薄膜，對45度角入射的1064nm波長雷射反射率高於99.5%，對45度角入射的532nm波長雷射透射率高於99.5%，用於將1064nm和532nm兩個波長雷射合成一束同光軸傳輸；
所述的聚焦光學系統12優選對1064nm和532nm兩個波長消色差的光學系統，該光學系統對1064nm和532nm兩個波長光的透射率均高於99.6%，用於將1064nm和532nm兩個波長雷射同時聚焦到非線性光學晶體B14中，並且這兩個波長具有相同的焦點；
所述的紫外分光鏡13優選石英材料製作的平面鏡，其雙面均對鍍光學薄膜，對45度角入射的1064nm和532nm波長雷射透射率高於99.6%，對45度角入射的355nm波長雷射反射率高於99.8%,將355nm波長雷射反射向下；所述的非線性光學晶體B14優選I類相位匹配的LBO晶體，其雙面鍍的光學薄膜對1064nm、532nm和355nm三個波長雷射減反射，該晶體的中心位於聚焦光學系統12的焦點上，用於將1064nm和532nm兩個波長雷射變換成355nm波長雷射；所述的反射鏡B15優選石英材料製作的凹面鏡，其表面鍍制的光學薄膜對1064nm、532nm和355nm三個波長雷射的反射率均高於99.8%，位於非線性光學晶體B14的右側，其焦點與聚焦光學系統1 2的焦點重合，用於將1064nm、532nm和355nm三個波長雷射反射向左；所述的紫外雷射輸出鏡16優選石英材料製作的凹面鏡，其表面鍍制的光學薄膜對1064nm和532nm波長雷射反射率高於99.9%，對355nm波長雷射透射率高於99.6%，位於紫外分光鏡13的下方，其焦點與反射鏡B15的焦點重合,用於將355nm波長雷射從1064nm和532nm波長雷射光路中分離出來。有益效果:本發明提供的一種全固態355nm雷射器,該雷射器解決了 Nd = YAG晶體倍頻和三倍頻時的偏振失配問題，具有高的三倍頻轉換效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
圖1是一種全固態355nm雷射器不意圖。
【權利要求】
1.一種全固態355nm雷射器，其特徵在於包括反射鏡A(I)、泵浦源(2)、Nd = YAG晶體(3)、調製器(4)、偏振分光鏡(5)、非線性光學晶體A(6)、輸出鏡A(7)、輸出鏡B (8) >45度反射鏡A(9)、45度反射鏡B(10)、二向色鏡(11)、聚焦光學系統(12)、紫外分光鏡(13)、非線性光學晶體B(14)、反射鏡B(15)和紫外雷射輸出鏡(16);其中反射鏡A(I)、Nd = YAG晶體(3)、調製器(4)、偏振分光鏡(5)、非線性光學晶體A (6)和輸出鏡A (7)構成1064nm波長e光的雷射器諧振腔；反射鏡A(I)、Nd:YAG晶體(3)、調製器(4)、偏振分光鏡(5)和輸出鏡B (8)構成1064nm波長ο光的雷射器諧振腔；在泵浦源(2)的激勵下，Nd = YAG晶體(3)向左側發射的106411111波長被反射鏡4(1)反射和向右側發射1064nm波長光穿過調製器⑷後入射到偏振分光鏡(5)上，偏振分光鏡(5)將其分成偏振方向相互垂直的線偏振光ο光和e光，1064nm波長e光穿過偏振分光鏡(5)後在非線性光學晶體A (6)中變換成532nm綠光從輸出鏡A(7)向右輸出；1064nm波長ο光被偏振分光鏡(5)反射向下從輸出鏡B(8)直接輸出，106411111波長0光被45度反射鏡4(9)和B (10)反射入射到二向色鏡(11)表面，二向色鏡(11)將此1064nm波長O光與532nm綠光合成一束同光軸傳輸,聚焦光學系統(12)將此兩個波長光聚焦到非線性光學晶體B(14)中產生355nm波長光，從非線性光學晶體B(14)右側出射的1064nm波長ο光、532nm綠光和355nm波長雷射被反射鏡B (15)反射向左並再一次經過非線性光學晶體B (14)，1064nm波長ο光和532nm綠光將再一次在非線性光學晶體B(14)中產生355nm波長雷射；紫外分光鏡(13)將355nm波長光反射向下從紫外雷射輸出鏡(16)輸出；所述的反射鏡A(I)為BK7或石英材料製作的平面鏡，其表面鍍制對1064nm波長雷射的高反射膜，反射率為99.8% ； 所述的泵浦源(2)為808nm或885nm半導體雷射器； 所述的調製器(4)為聲光調製器、電光調製器或被動調Q晶體； 所述的偏振分光鏡(5)為偏振分光平面反射鏡或格蘭雷射稜鏡； 所述的非線性光學晶體A(6)為I類相位匹配的LBO晶體； 所述的輸出鏡A(7)為BK7或石英材料製作的平面鏡或凹面鏡，其表面鍍的光學薄膜對.1064nm波長雷射高反射，對532nm波長雷射減反射； 所述的輸出鏡B(8)為BK7或石英材料製作的平面鏡，其表面鍍的光學薄膜對1064nm波長雷射的透射率在10%~20%間； 所述的45度反射鏡A(9)和B(IO)為ΒΚ7或石英材料製作的平面鏡，其表面鍍制對45度角入射1064nm波長雷射的高反射膜，反射率大於99.5% ； 所述的二向色鏡(11)為石英材料製作的平面鏡，其表面鍍制光學薄膜，對45度角入射的1064nm波長雷射反射率高於99.5%，對45度角入射的532nm波長雷射透射率高於.99.5% ； 所述的聚焦光學系統(12)為對1064nm和532nm兩個波長消色差的光學系統，該光學系統對1064nm和532nm兩個波長光的透射率均高於99.6%，且這兩個波長具有相同的焦佔.所述的紫外分光鏡(13)為石英材料製作的平面鏡，其雙面均對鍍光學薄膜，對45度角入射的1064nm和532nm波長雷射透射率高於99.6%，對45度角入射的355nm波長雷射反射率高於99.8% ； 所述的非線性光學晶體B(14)為I類相位匹配的LBO晶體，其雙面鍍的光學薄膜對1064nm、532nm和355nm三個波長雷射減反射； 所述的反射鏡B(15)為石英材料製作的凹面鏡，其表面鍍制的光學薄膜對1064nm、532nm和355nm三個波長雷射的反射率均高於99.8%，其焦點與聚焦光學系統(12)的焦點重合； 所述的紫外雷射輸出鏡(16)為石英材料製作的凹面鏡，其表面鍍制的光學薄膜對1064nm和532nm波長雷射反射率高於99.9%，對355nm波長雷射透射率高於99.6%，其焦點與反射鏡B15的焦點重合。
2.如權利要求1所述的一種全固態355nm雷射器，其特徵在於，將Nd = YAG晶體(3)發射的1064nm波長光分解成兩個偏振方向相互垂直的ο光和e光，1064nm波長ο光直接輸出，e光在非線性光學晶體A (6)中倍頻獲得532nm波長ο光，將此1064nm波長ο光和532nm波長ο光進行腔外和頻產生355nm雷射。
【文檔編號】H01S3/109GK103545706SQ201310389409
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年9月2日 優先權日:2013年9月2日
【發明者】王菲, 焦正超, 車英, 王曉華, 田明, 魏志鵬, 方鉉 申請人:長春理工大學