光纖端面泵浦布儒斯特角腔內選頻355nm紫外激光器用諧振腔的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種紫外激光器，具體地說是一種光纖端面泵浦布儒斯特角腔內選頻355nm紫外激光器用諧振腔，屬于紫外光發生裝置技術領域。
【背景技術】
[0002]激光是近代科學技術中的重大發明之一，其中，355nm紫外激光在非金屬以及精密加工中的應用價值尤其突出。全球對優質的冷光源激光器的需求日益增加，應用領域不斷擴大。獲取光束質量優良，頻率單一，能長效穩定運行的紫外激光，對精密加工行業和非金屬加工行業，意義重大。從激光產業發展和經濟效益出發，也是大勢所趨。
[0003]紫外激光屬于短波長，冷光源，加工的效應是通過短波長激光，直接被材料的分子或原子吸收，打斷物質的分子鏈，使其脫落，或改變其分子屬性，從而達到切割、蝕刻、打標等不同的加工效果，對所加工材料的熱影響極低。不同于長波長激光使材料產生高溫，表層物質氣化的過程，激光光斑附件的材料，會有較強的熱影響。幾乎所有材料對紫外激光的吸收率都極高，同紅外激光比較，紫外激光除銅材質意外，適合加工的材質更加廣泛。355nm紫外激光器，輸出波長短，能量集中，激光聚焦光斑極小，聚焦點可以小到幾個微米數量級，加之355nm波長熱效應小，能在很大程度上降低被加工材料的機械變形和熱破壞，在精密材料微加工，紫外固化，光刻等領域有廣泛的應用前景。
[0004]功率穩定，光學質量高，頻率單一的紫外激光器才能將紫外激光的加工優勢完全體現出來，品質不佳的紫外激光器大大限制了紫外激光的應用。紫外激光的產生，主要是將波長較長的紅外激光，通過倍頻晶體的多次非線性轉換而獲得。由于355nm激光能被包括光學器件在內的幾乎所有材料吸收，容易損傷光學器件；非線性晶體的轉換效率極易受溫度變化影響，造成激光器功率不穩定；加之整個激光器光路內有808nm，1064nm，532nm，355nm等多種波長的激光，如果355nm波長的激光輸出時，摻雜了較多的其他波長激光，會造成激光器加工效果不佳。所以要獲得功率穩定，光學質量高，頻率純凈的紫外激光，對紫外激光器的光學、熱學、電學以及機械等綜合設計的要求很高。
[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先的放大，而把其他頻率和方向的光加以抑制，設計良好的諧振腔是實現大功率、高質量激光輸出的關鍵，合適的諧振腔結構可以最大限度的提高激光器的能量提取效率。現有技術中常用的諧振腔結構很難在高輸出功率和高光束質量的兩方面同時滿足要求，并且諧振腔的穩定度也不夠，需要加以改進。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于克服現有技術中存在的不足，提供一種光纖端面泵浦布儒斯特角腔內選頻355nm紫外激光器用諧振腔，其結構巧妙，設計合理，能夠在高輸出功率和高光束質量達到較理想的平衡，穩定激光的輸出功率和光學質量。
[0007]按照本發明提供的技術方案:光纖端面泵浦布儒斯特角腔內選頻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開關和轉折鏡沿808nm泵浦激光的出射方向自后向前順次設置，808nm泵浦激光通過前反鏡進入并激發YV04晶體，產生1064nm激光；1064nm激光進入轉折鏡，經轉折鏡后折反出射，所述三倍頻LBO晶體設置在經轉折鏡折反出射的1064nm激光出射方向的前方，轉折鏡折反出射的1064nm激光經三倍頻LBO晶體折射后出射；所述二倍頻LBO晶體和后反鏡順次設置在經三倍頻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激光經過二倍頻LBO晶體后進入后反鏡并原路反射，后反鏡反射回來的1064nm激光在經過二倍頻LBO晶體時，部分被非線性轉換成532nm激光；532nm激光和1064nm激光在經過三倍頻LBO晶體時，非線性轉換成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]作為本發明的進一步改進，所述諧振腔還包括聲光Q開關，所述聲光Q開關設置在YV04晶體與轉折鏡之間，聲光Q開關通過Q開關驅動器驅動。
[0009]作為本發明的進一步改進，所述前反鏡為平凸前反鏡。
[0010]本發明與現有技術相比，具有如下優點:
(I)本發明的諧振腔光路采用折疊光路，確保諧振腔光路長度，保證激光器光束質量，穩定性，同時縮小激光器整機體積。
[0011](2)本發明采用LBO晶體直接布儒斯特角分光，確保單一頻率激光輸出，同時降低光學器件鍍膜的閾值要求，提高整機的穩定性和使用壽命。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合具體附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0014]如圖所示:實施例中的諧振腔用于光纖端面泵浦布儒斯特角腔內選頻355nm紫外激光器上，其主要是由前反鏡1、YV04晶體2、聲光Q開關3、轉折鏡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開關3和轉折鏡4沿808nm泵浦激光的出射方向自后向前順次設置；808nm泵浦激光通過前反鏡I進入并激發YV04晶體2，產生1064nm激光；1064nm激光經聲光Q開關3進入轉折鏡4，經轉折鏡4后折反出射，聲光Q開關3通過Q開關驅動器驅動，通過控制聲光Q開關3的頻率和脈寬、在腔內產生峰值較高、質量優良的1064nm激光；所述三倍頻LBO晶體5設置在經轉折鏡4折反出射的1064nm激光出射方向的前方，轉折鏡4折反出射的1064nm激光經三倍頻LBO晶體5折射后出射；所述二倍頻LBO晶體6和后反鏡7順次設置在經三倍頻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激光經過二倍頻LBO晶體6后進入后反鏡7并原路反射，后反鏡7反射回來的1064nm激光在經過二倍頻LBO晶體6時，部分被非線性轉換成532nm激光；532nm激光和1064nm激光在經過三倍頻LBO晶體5時，非線性轉換成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]本發明實施例中，所述前反鏡I優選采用平凸前反鏡I。本發明中的808nm泵浦激光是由808nm半導體激光器產生，808nm半導體激光器產生的泵浦激光通過808nm導出光纖導入耦合頭聚焦，聚焦的808nm泵浦激光通過耦合頭出射，進入諧振腔。
【主權項】
1.光纖端面泵浦布儒斯特角腔內選頻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 )和轉折鏡(4)沿808nm泵浦激光的出射方向自后向前順次設置，808nm泵浦激光通過前反鏡(I)進入并激發YV04晶體(2)，產生1064nm激光；1064nm激光進入轉折鏡(4)，經轉折鏡(4)后折反出射；所述三倍頻LBO晶體(5)設置在經轉折鏡(4)折反出射的1064nm激光出射方向的前方，轉折鏡(4)折反出射的1064nm激光經三倍頻LBO晶體(5)折射后出射；所述二倍頻LBO晶體(6)和后反鏡(7)順次設置在經三倍頻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激光經過二倍頻LBO晶體(6)后進入后反鏡(7)并原路反射，后反鏡(7)反射回來的1064nm激光在經過二倍頻LBO晶體(6)時，部分被非線性轉換成532nm激光；532nm激光和1064nm激光在經過三倍頻LBO晶體(5)時，非線性轉換成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.如權利要求1所述的光纖端面泵浦布儒斯特角腔內選頻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開關(3)，所述聲光Q開關(3)設置在YV04晶體(2)與轉折鏡(4)之間，聲光Q開關(3)通過Q開關驅動器驅動。
3.如權利要求1所述的光纖端面泵浦布儒斯特角腔內選頻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)。
【專利摘要】本發明涉及光纖端面泵浦布儒斯特角腔內選頻355nm紫外激光器用諧振腔。前反鏡、YVO4晶體、聲光Q開關和轉折鏡沿808nm泵浦激光出射方向順次設置，808nm泵浦激光通過前反鏡進入并激發YVO4晶體，產生1064nm激光；1064nm激光進入轉折鏡，經轉折鏡后折反出射，三倍頻LBO晶體設置在經轉折鏡折反出射的1064nm激光出射方向的前方，轉折鏡折反出射的1064nm激光經三倍頻LBO晶體折射后出射；二倍頻LBO晶體和后反鏡順次設置在經三倍頻LBO晶體折射射出的1064nm激光出射方向的前方。本發明結構巧妙，設計合理，能在高輸出功率和高光束質量達到理想平衡，穩定激光輸出功率和光學質量。
【IPC分類】H01S3-081, H01S3-109
【公開號】CN104716552
【申請號】CN201510149722
【發明人】曾軍河, 李建軍
【申請人】無錫慶源激光科技有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年3月31日