一種環(huán)形腔單頻連續(xù)紫外激光器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種環(huán)形腔單頻連續(xù)紫外激光器，包括半導(dǎo)體激光器、光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)、諧振腔第一腔鏡、激光晶體、法拉第旋光器、基頻光半波片、諧振腔第二腔鏡、諧振腔第三腔鏡、二次諧波晶體、倍頻光半波片、三次諧波晶體、以及諧振腔第四腔鏡；半導(dǎo)體激光器輸出的泵浦光經(jīng)光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)與諧振腔第一腔鏡耦合在激光晶體內(nèi)部產(chǎn)生基頻光；所述基頻光經(jīng)諧振腔第二腔鏡、諧振腔第三腔鏡到二次諧波晶體，由二次諧波晶體轉(zhuǎn)換為倍頻光，倍頻光穿過倍頻光半波片得到紫外光從諧振腔第四腔鏡輸出。
【專利說明】
一種環(huán)形腔單頻連續(xù)紫外激光器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種采用環(huán)形腔的全固態(tài)單頻連續(xù)紫外激光器，尤其涉及一種環(huán)形腔單頻連續(xù)紫外激光器。
【背景技術(shù)】
[0002]全固態(tài)單頻激光器憑借其噪聲較小、相干長度較長的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用在了量子信息、量子光學(xué)、光學(xué)測量、激光醫(yī)療、光譜和國防領(lǐng)域。目前在中小功率全固態(tài)單頻激光器的研究中，常用的方法有扭轉(zhuǎn)模諧振腔、短諧振腔、行波諧振腔、諧振腔中插入標(biāo)準(zhǔn)具使激光器以單縱模方式運(yùn)轉(zhuǎn)。其中利用環(huán)形激光諧振腔，通過在諧振腔內(nèi)插入光學(xué)單向器迫使激光器單向運(yùn)轉(zhuǎn)、消除空間燒孔效應(yīng)，來實(shí)現(xiàn)單頻激光的輸出，仍是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定單頻運(yùn)轉(zhuǎn)的最佳方案。
[0003]紫外相干光源在醫(yī)療、光刻、光印刷、精密材料加工、紫外固化、光譜分析和科學(xué)研究等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。全固態(tài)紫外激光器與傳統(tǒng)的準(zhǔn)分子紫外激光器相比，具有壽命長、光束質(zhì)量好、體積小、效率高、操作維護(hù)方便等許多優(yōu)點(diǎn)，成為了現(xiàn)在國際研究熱點(diǎn)之
O
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題，在于提供一種采用環(huán)形腔的單頻連續(xù)紫外激光器，解決了現(xiàn)有激光器無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)單頻紫外激光輸出的問題。
[0005]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種環(huán)形腔單頻連續(xù)紫外激光器，包括半導(dǎo)體激光器、光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)、諧振腔第一腔鏡、激光晶體、法拉第旋光器、基頻光半波片、諧振腔第二腔鏡、諧振腔第三腔鏡、二次諧波晶體、倍頻光半波片、三次諧波晶體、以及諧振腔第四腔鏡；半導(dǎo)體激光器輸出的栗浦光經(jīng)光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)與諧振腔第一腔鏡耦合，在激光晶體內(nèi)部產(chǎn)生基頻光;所述諧振腔第一腔鏡、諧振腔第二腔鏡的中心在同一直線上，諧振腔第三腔鏡、諧振腔第四腔鏡的中心在同一直線上;諧振腔第一腔鏡、諧振腔第二腔鏡、諧振腔第三腔鏡及諧振腔第四腔鏡組成8字環(huán)形諧振腔;諧振腔第一腔鏡與諧振腔第四腔鏡相對(duì)設(shè)置，諧振腔第二腔鏡與諧振腔第三腔鏡相對(duì)設(shè)置;所述法拉第旋光器、基頻光半波片位于第一腔鏡、諧振腔第二腔鏡的中心連接線上，組成光隔離器;所述二次諧波晶體、三次諧波晶體位于諧振腔第三腔鏡、諧振腔第四腔鏡的中心連接線上，二次諧波晶體、三次諧波晶體之間插入倍頻光半波片;所述基頻光經(jīng)諧振腔第二腔鏡、諧振腔第三腔鏡到二次諧波晶體，由二次諧波晶體轉(zhuǎn)換為倍頻光，倍頻光穿過倍頻光半波片得到紫外光從諧振腔第四腔鏡輸出。
[0006]其中，所述諧振腔第一腔鏡、諧振腔第二腔鏡為平面鏡;諧振腔第三腔鏡、諧振腔第四腔鏡為凹面鏡。
[0007]其中，所述諧振腔第一腔鏡靠光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)一面鍍有880nm減反膜，另一面鍍有880nm高透膜、532nm高透膜及1064nm減反膜;所述諧振腔第二腔鏡靠基頻光半波片一面鍍有1064nm高反膜;所述諧振腔第三腔鏡凹面鍍有1064高反膜，諧振腔第四腔鏡凹面鍍有1064]1111、532111]1的高反膜以及355111]1的高透膜。
[0008]其中，所述激光晶體為摻雜濃度0.5%尺寸為3 X 3 X 1mm3的Nd:YV04。
[0009]其中，所述二次諧波晶體為一端鍍1064nm增透膜，另一端鍍1064nm、532nm增透膜的MgO:PPLN。
[00?0] 其中，所述三次諧波晶體為一端鍍1064nm、532nm增透膜，另一端鍍1064nm、532nm、355咖增透膜的1^00
[0011]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0012]通過在環(huán)形腔內(nèi)添加法拉第旋光器與基頻光半波片組成的光隔離器實(shí)現(xiàn)基頻光的單向運(yùn)轉(zhuǎn)，通過在二次諧波晶體與三次諧波晶體中加入倍頻光半波片改變基頻光的偏振方向，以滿足三次倍頻的偏振條件，實(shí)現(xiàn)連續(xù)單頻紫外激光輸出。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型環(huán)形腔單頻連續(xù)紫外激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]標(biāo)號(hào)說明:
[0015]半導(dǎo)體激光器-1 光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)-2諧振腔第一腔鏡-3
[0016]諧振腔第二腔鏡-4諧振腔第三腔鏡-5諧振腔第四腔鏡-6
[0017]激光晶體-7法拉第旋光器-8基頻光半波片-9 二次諧波晶體-10倍頻光半波片-11三次諧波晶體-12。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說明。
[0019]參閱圖1，一種環(huán)形腔單頻連續(xù)紫外激光器，包括半導(dǎo)體激光器1、光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)2、諧振腔第一腔鏡3、激光晶體7、法拉第旋光器8、基頻光半波片9、諧振腔第二腔鏡4、諧振腔第三腔鏡5、二次諧波晶體10、倍頻光半波片11、三次諧波晶體12、以及諧振腔第四腔鏡6;半導(dǎo)體激光器I輸出的栗浦光經(jīng)光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)2與諧振腔第一腔鏡3耦合，在激光晶體7內(nèi)部產(chǎn)生基頻光;所述諧振腔第一腔鏡3、諧振腔第二腔鏡4的中心在同一直線上，諧振腔第三腔鏡
5、諧振腔第四腔鏡6的中心在同一直線上;諧振腔第一腔鏡3、諧振腔第二腔鏡4、諧振腔第三腔鏡5及諧振腔第四腔鏡6組成8字環(huán)形諧振腔;諧振腔第一腔鏡3與諧振腔第四腔鏡6相對(duì)設(shè)置，諧振腔第二腔鏡4與諧振腔第三腔鏡5相對(duì)設(shè)置;所述法拉第旋光器8、基頻光半波片9位于諧振腔第一腔鏡3、諧振腔第二腔鏡4的中心連接線上，組成光隔離器;所述二次諧波晶體10、三次諧波晶體12位于諧振腔第三腔鏡5、諧振腔第四腔鏡6的中心連接線上，二次諧波晶體10、三次諧波晶體12之間插入倍頻光半波片11;所述基頻光經(jīng)諧振腔第二腔鏡
4、諧振腔第三腔鏡5到二次諧波晶體10，由二次諧波晶體10轉(zhuǎn)換為倍頻光，倍頻光穿過倍頻光半波片11得到紫外光從諧振腔第四腔鏡6輸出。
[0020]所述環(huán)形腔單頻連續(xù)紫外激光器用帶光纖輸出的880nm半導(dǎo)體激光器I作為栗浦源。栗浦光的光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)2兩端均鍍栗浦光的增透膜，四個(gè)諧振腔腔鏡均鍍有基頻光的高反膜。在一實(shí)施方式中，所述半導(dǎo)體激光器I輸出880nm的栗浦光經(jīng)光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)2與諧振腔第一腔鏡3耦合在激光晶體7內(nèi)部產(chǎn)生1064nm的基頻光;法拉第旋光器8與基頻光半波片9組成光隔離器，基頻光經(jīng)諧振腔第二、第三腔鏡傳播到二次諧波晶體10，基頻光經(jīng)二次諧波晶體10轉(zhuǎn)換為532nm倍頻光，二次諧波晶體10與三次諧波晶體12之間插入倍頻光半波片11，倍頻光經(jīng)過倍頻光半波片11后得到355nm紫外激光從第四腔鏡輸出。
[0021]所述的激光諧振腔為兩個(gè)平面鏡、兩個(gè)凹面鏡組成的8字環(huán)形諧振腔，可以選擇任意兩個(gè)諧振腔鏡為平面鏡、任意兩個(gè)諧振腔鏡為凹面鏡。在一優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述諧振腔第一腔鏡3、諧振腔第二腔鏡4為平面鏡;諧振腔第三腔鏡5、諧振腔第四腔鏡6為凹面鏡。所述諧振腔第一腔鏡3靠光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)2—面鍍有880nm減反膜，另一面鍍有880nm高透膜、532nm高透膜及1064nm減反膜;所述諧振腔第二腔鏡4靠基頻光半波片9 一面鍍有1064nm高反膜；所述諧振腔第三腔鏡5凹面鍍有1064高反膜，諧振腔第四腔鏡6凹面鍍有1064nm、532nm的高反膜以及355nm的高透膜。
[0022]所述激光晶體7為摻雜濃度0.5%尺寸為3X 3 X 1mm3的Nd: YV04，激光晶體7兩端均鍍有880nm、1064nm的增透膜。
[0023]所述二次諧波晶體10為一端鍍1064nm增透膜，另一端鍍1064nm、532nm增透膜的MgO:PPLN0
[0024]所述三次諧波晶體12為一端鍍1064nm、532nm增透膜，另一端鍍1064nm、532nm、355咖增透膜的1^00
[0025]上述實(shí)施方式中，通過在諧振腔中加入法拉第旋光器8、基頻半波片組成的隔離器實(shí)現(xiàn)基頻光單頻運(yùn)轉(zhuǎn)，通過在諧振腔第一腔鏡3上鍍二次諧波的高透膜使二次諧波在諧振腔內(nèi)單向存在，在二次諧波晶體10與三次諧波晶體12之間加入倍頻光半波片11以滿足三次倍頻的偏振條件，實(shí)現(xiàn)連續(xù)單頻紫外激光輸出。所述倍頻光半波片11相對(duì)基頻光半波片9來說是全波片，從而可以改變倍頻光的偏振方向使之與基頻光滿足三次倍頻二類相位匹配的偏振條件，從而得到穩(wěn)定的單頻三次諧波輸出。
[0026]以上所述僅為本實(shí)用新型環(huán)形腔單頻連續(xù)紫外激光器的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種環(huán)形腔單頻連續(xù)紫外激光器，其特征在于:包括半導(dǎo)體激光器、光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)、諧振腔第一腔鏡、激光晶體、法拉第旋光器、基頻光半波片、諧振腔第二腔鏡、諧振腔第三腔鏡、二次諧波晶體、倍頻光半波片、三次諧波晶體以及諧振腔第四腔鏡； 半導(dǎo)體激光器輸出的栗浦光經(jīng)光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)與諧振腔第一腔鏡耦合，在激光晶體內(nèi)部廣生基頻光； 所述諧振腔第一腔鏡、諧振腔第二腔鏡的中心在同一直線上，諧振腔第三腔鏡、諧振腔第四腔鏡的中心在同一直線上;諧振腔第一腔鏡、諧振腔第二腔鏡、諧振腔第三腔鏡及諧振腔第四腔鏡組成8字環(huán)形諧振腔;諧振腔第一腔鏡與諧振腔第四腔鏡相對(duì)設(shè)置，諧振腔第二腔鏡與諧振腔第三腔鏡相對(duì)設(shè)置； 所述法拉第旋光器、基頻光半波片位于第一腔鏡、諧振腔第二腔鏡的中心連接線上，組成光隔離器； 所述二次諧波晶體、三次諧波晶體位于諧振腔第三腔鏡、諧振腔第四腔鏡的中心連接線上，二次諧波晶體、三次諧波晶體之間插入倍頻光半波片； 所述基頻光經(jīng)諧振腔第二腔鏡、諧振腔第三腔鏡到二次諧波晶體，由二次諧波晶體轉(zhuǎn)換為倍頻光，倍頻光穿過倍頻光半波片得到紫外光從諧振腔第四腔鏡輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)形腔單頻連續(xù)紫外激光器，其特征在于:所述諧振腔第一腔鏡、諧振腔第二腔鏡為平面鏡;諧振腔第三腔鏡、諧振腔第四腔鏡為凹面鏡。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)形腔單頻連續(xù)紫外激光器，其特征在于:所述諧振腔第一腔鏡靠光學(xué)準(zhǔn)直系統(tǒng)一面鍍有880nm減反膜，另一面鍍有880nm高透膜、532nm高透膜及1064nm減反膜； 所述諧振腔第二腔鏡靠基頻光半波片一面鍍有1064nm高反膜； 所述諧振腔第三腔鏡凹面鍍有1064nm高反膜，諧振腔第四腔鏡凹面鍍有1064nm、532nm的高反膜以及355nm的高透膜。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)形腔單頻連續(xù)紫外激光器，其特征在于:所述激光晶體為摻雜濃度0.5%尺寸為3 X 3 X 1mm3的Nd: YV04。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的環(huán)形腔單頻連續(xù)紫外激光器，其特征在于: 所述二次諧波晶體為一端鍍1064nm增透膜，另一端鍍1064nm、532nm增透膜的MgO:PPLN06.根據(jù)權(quán)利要求5所述的環(huán)形腔單頻連續(xù)紫外激光器，其特征在于: 所述三次諧波晶體為一端鍍1064nm、532nm增透膜，另一端鍍1064nm、532nm、355nm增透膜的LBO。
【文檔編號(hào)】H01S3/083GK205543667SQ201620113372
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年2月4日
【發(fā)明人】劉玉良, 梁萬國, 陳立元, 周煌, 馮新凱, 鄒小林, 繆龍, 陳懷熹, 李廣偉
【申請(qǐng)人】福建中科晶創(chuàng)光電科技有限公司