一种全固态355nm激光器的制造方法
【专利摘要】本发明提供的一种全固态355nm激光器包括反射镜A(1)、泵浦源(2)、Nd:YAG晶体(3)、调制器(4)、偏振分光镜(5)、非线性光学晶体A(6)、输出镜A(7)、输出镜B(8)、45度反射镜A(9)、45度反射镜B(10)、二向色镜(11)、聚焦光学系统(12)、紫外分光镜(13)、非线性光学晶体B(14)、反射镜B(15)和紫外激光输出镜(16)；利用偏振分光镜(5)将Nd:YAG晶体(3)发射的1064nm波长光分解成两个偏振方向相互垂直的o光和e光，并各自形成激光器的谐振腔，其中的1064nm波长e光倍频获得532nm绿光，该532nm绿光与1064nm波长o光通过非线性光学变换来产生355nm激光。与现有技术相比，本发明的优点在于：该激光器解决了Nd:YAG晶体三倍频时偏振失配问题，具有高的三倍频转换效率。
【专利说明】一种全固态355nm激光器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种全固态355nm激光器,属于光电子激光【技术领域】。
【背景技术】
[0002]对制:￥￥04和制:￥么6晶体产生的1064nm进行三倍频是获得355nm激光的两个重要手段，在倍频和三倍频时通常采用LBO晶体作为非线性光学变换晶体。采用Nd:YV04晶体作为激光介质可以解决三倍频时偏振失配问题，但晶体不容易生长大尺寸，获得的355nm激光功率有限；以Nd = YAG晶体作为激光介质进行三倍频可以获得大的紫外355nm激光功率输出，但由于偏振失配而导致转换效率较低。
【发明内容】
[0003]为克服上述矛盾，本发明的目的在于提供了一种全固态355nm激光器。该激光器解决了 Nd = YAG晶体倍频和三倍频时的偏振失配问题，具有高的三倍频转换效率。如附图1所示，本发明提供的一种全固态355nm激光器包括反射镜Al、泵浦源2、Nd: YAG晶体3、调制器4、偏振分光镜5、非线性光学晶体A6、输出镜A7、输出镜B8、45度反射镜A9、45度反射镜B10、二向色镜11、聚焦光学系统12、紫外分光镜13、非线性光学晶体B14、反射镜B15和紫外激光输出镜16 ;其中反射镜Al、Nd = YAG晶体3、调制器4、偏振分光镜5、非线性光学晶体A6和输出镜A7构成1064nm波长e光的激光器谐振腔；反射镜Al、NdiYAG晶体3、调制器4、偏振分光镜5和输出镜B8构成1064nm波长ο光的激光器谐振腔；在泵浦源2的激励下，NdiYAG晶体3向左侧发射的1064nm波长被反射镜Al反射和向右侧发射1064nm波长光穿过调制器4后入射到偏振分光镜5上,偏振分光镜5将其分成偏振方向相互垂直的线偏振光ο光和e光，1064nm波长e光穿过偏振分光镜5后在非线性光学晶体A6中变换成532nm绿光从输出镜A7向右输出；1064nm波长ο光被偏振分光镜5反射向下从输出镜B8直接输出，1064nm波长ο光被45度反射镜Α9和BlO反射入射到二向色镜11表面，二向色镜11将此1064nm波长ο光与532nm绿光合成一束同光轴传输，聚焦光学系统12将此两个波长光聚焦到非线性光学晶体B14中产生355nm波长光，从非线性光学晶体B14右侧出射的1064nm波长ο光、532nm绿光和355nm波长激光被反射镜B15反射向左并再一次经过非线性光学晶体B14，1064nm波长ο光和532nm绿光将再一次在非线性光学晶体B14中产生355nm波长激光；紫外分光镜13将355nm波长光反射向下从紫外激光输出镜16输出；所述的反射镜Al优选BK7或石英材料制作的平面镜，其表面镀制对1064nm波长激光的高反射膜；所述的泵浦源2优选808nm或885nm半导体激光器，用于对Nd = YAG晶体3的端面或侧面进行激励；所述的调制器4优选声光调制器、电光调制器或被动调Q晶体，位于Nd: YAG晶体3和偏振分光镜5之间，用于对该激光器进行调制而产生高峰值功率的激光脉冲；所述的偏振分光镜5优选偏振分光平面反射镜或格兰激光棱镜,其分光面与该激光器的光轴呈布儒斯特角放置，用于将对Nd:YAG晶体3发射的1064nm波长激光分解成两个偏振方向相互垂直的ο光和e光,使e光能够穿过,而ο光在其分光面反射；所述的非线性光学晶体A6优选I类相位匹配的LBO晶体，其左侧面镀的光学薄膜对1064nm波长激光减反射，对532nm波长激光高反射，其右侧面镀的光学薄膜对1064nm和532nm两个波长均减反射，位于偏振分光镜5和输出镜A7之间，用于将1064nm波长激光变换成532nm波长激光；所述的输出镜A7优选BK7或石英材料制作的平面镜或凹面镜，其表面镀的光学薄膜对1064nm波长激光高反射，对532nm波长激光减反射，用于将1064nm波长激光反射向左，而使532nm波长激光能够透射；所述的输出镜B8优选BK7或石英材料制作的平面镜，其表面镀的光学薄膜对1064nm波长激光的透射率在10%~20%间；所述的45度反射镜Α9和BlO优选ΒΚ7或石英材料制作的平面镜，其表面镀制对45度角入射1064nm波长激光的高反射膜，反射率大于99.5%，用于改变1064nm波长激光的传输光路；所述的二向色镜11优选石英材料制作的平面镜，其表面镀制光学薄膜，对45度角入射的1064nm波长激光反射率高于99.5%，对45度角入射的532nm波长激光透射率高于99.5%，用于将1064nm和532nm两个波长激光合成一束同光轴传输；
所述的聚焦光学系统12优选对1064nm和532nm两个波长消色差的光学系统，该光学系统对1064nm和532nm两个波长光的透射率均高于99.6%，用于将1064nm和532nm两个波长激光同时聚焦到非线性光学晶体B14中，并且这两个波长具有相同的焦点；
所述的紫外分光镜13优选石英材料制作的平面镜，其双面均对镀光学薄膜，对45度角入射的1064nm和532nm波长激光透射率高于99.6%，对45度角入射的355nm波长激光反射率高于99.8%,将355nm波长激光反射向下；所述的非线性光学晶体B14优选I类相位匹配的LBO晶体，其双面镀的光学薄膜对1064nm、532nm和355nm三个波长激光减反射，该晶体的中心位于聚焦光学系统12的焦点上，用于将1064nm和532nm两个波长激光变换成355nm波长激光；所述的反射镜B15优选石英材料制作的凹面镜，其表面镀制的光学薄膜对1064nm、532nm和355nm三个波长激光的反射率均高于99.8%，位于非线性光学晶体B14的右侧，其焦点与聚焦光学系统1 2的焦点重合，用于将1064nm、532nm和355nm三个波长激光反射向左；所述的紫外激光输出镜16优选石英材料制作的凹面镜，其表面镀制的光学薄膜对1064nm和532nm波长激光反射率高于99.9%，对355nm波长激光透射率高于99.6%，位于紫外分光镜13的下方，其焦点与反射镜B15的焦点重合,用于将355nm波长激光从1064nm和532nm波长激光光路中分离出来。有益效果:本发明提供的一种全固态355nm激光器,该激光器解决了 Nd = YAG晶体倍频和三倍频时的偏振失配问题，具有高的三倍频转换效率。
【专利附图】
【附图说明】
图1是一种全固态355nm激光器不意图。
【权利要求】
1.一种全固态355nm激光器，其特征在于包括反射镜A(I)、泵浦源(2)、Nd = YAG晶体(3)、调制器(4)、偏振分光镜(5)、非线性光学晶体A(6)、输出镜A(7)、输出镜B (8) >45度反射镜A(9)、45度反射镜B(10)、二向色镜(11)、聚焦光学系统(12)、紫外分光镜(13)、非线性光学晶体B(14)、反射镜B(15)和紫外激光输出镜(16);其中反射镜A(I)、Nd = YAG晶体(3)、调制器(4)、偏振分光镜(5)、非线性光学晶体A (6)和输出镜A (7)构成1064nm波长e光的激光器谐振腔；反射镜A(I)、Nd:YAG晶体(3)、调制器(4)、偏振分光镜(5)和输出镜B (8)构成1064nm波长ο光的激光器谐振腔；在泵浦源(2)的激励下，Nd = YAG晶体(3)向左侧发射的106411111波长被反射镜4(1)反射和向右侧发射1064nm波长光穿过调制器⑷后入射到偏振分光镜(5)上，偏振分光镜(5)将其分成偏振方向相互垂直的线偏振光ο光和e光，1064nm波长e光穿过偏振分光镜(5)后在非线性光学晶体A (6)中变换成532nm绿光从输出镜A(7)向右输出；1064nm波长ο光被偏振分光镜(5)反射向下从输出镜B(8)直接输出，106411111波长0光被45度反射镜4(9)和B (10)反射入射到二向色镜(11)表面，二向色镜(11)将此1064nm波长O光与532nm绿光合成一束同光轴传输,聚焦光学系统(12)将此两个波长光聚焦到非线性光学晶体B(14)中产生355nm波长光，从非线性光学晶体B(14)右侧出射的1064nm波长ο光、532nm绿光和355nm波长激光被反射镜B (15)反射向左并再一次经过非线性光学晶体B (14)，1064nm波长ο光和532nm绿光将再一次在非线性光学晶体B(14)中产生355nm波长激光；紫外分光镜(13)将355nm波长光反射向下从紫外激光输出镜(16)输出；所述的反射镜A(I)为BK7或石英材料制作的平面镜，其表面镀制对1064nm波长激光的高反射膜，反射率为99.8% ； 所述的泵浦源(2)为808nm或885nm半导体激光器； 所述的调制器(4)为声光调制器、电光调制器或被动调Q晶体； 所述的偏振分光镜(5)为偏振分光平面反射镜或格兰激光棱镜； 所述的非线性光学晶体A(6)为I类相位匹配的LBO晶体； 所述的输出镜A(7)为BK7或石英材料制作的平面镜或凹面镜，其表面镀的光学薄膜对.1064nm波长激光高反射，对532nm波长激光减反射； 所述的输出镜B(8)为BK7或石英材料制作的平面镜，其表面镀的光学薄膜对1064nm波长激光的透射率在10%~20%间； 所述的45度反射镜A(9)和B(IO)为ΒΚ7或石英材料制作的平面镜，其表面镀制对45度角入射1064nm波长激光的高反射膜，反射率大于99.5% ； 所述的二向色镜(11)为石英材料制作的平面镜，其表面镀制光学薄膜，对45度角入射的1064nm波长激光反射率高于99.5%，对45度角入射的532nm波长激光透射率高于.99.5% ； 所述的聚焦光学系统(12)为对1064nm和532nm两个波长消色差的光学系统，该光学系统对1064nm和532nm两个波长光的透射率均高于99.6%，且这两个波长具有相同的焦占.所述的紫外分光镜(13)为石英材料制作的平面镜，其双面均对镀光学薄膜，对45度角入射的1064nm和532nm波长激光透射率高于99.6%，对45度角入射的355nm波长激光反射率高于99.8% ； 所述的非线性光学晶体B(14)为I类相位匹配的LBO晶体，其双面镀的光学薄膜对1064nm、532nm和355nm三个波长激光减反射； 所述的反射镜B(15)为石英材料制作的凹面镜，其表面镀制的光学薄膜对1064nm、532nm和355nm三个波长激光的反射率均高于99.8%，其焦点与聚焦光学系统(12)的焦点重合； 所述的紫外激光输出镜(16)为石英材料制作的凹面镜，其表面镀制的光学薄膜对1064nm和532nm波长激光反射率高于99.9%，对355nm波长激光透射率高于99.6%，其焦点与反射镜B15的焦点重合。
2.如权利要求1所述的一种全固态355nm激光器，其特征在于，将Nd = YAG晶体(3)发射的1064nm波长光分解成两个偏振方向相互垂直的ο光和e光，1064nm波长ο光直接输出，e光在非线性光学晶体A (6)中倍频获得532nm波长ο光，将此1064nm波长ο光和532nm波长ο光进行腔外和频产生355nm激光。
【文档编号】H01S3/109GK103545706SQ201310389409
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年9月2日 优先权日:2013年9月2日
【发明者】王菲, 焦正超, 车英, 王晓华, 田明, 魏志鹏, 方铉 申请人:长春理工大学