[发明专利]一种大功率全固态紫外激光装置

说明书

技术领域

本发明涉及全固态激光技术领域，具体地说，本发明涉及一种能输出紫外激光的大功率全固态激光装置。

背景技术

紫外激光具有波长短、光子能量大、分辨率高等特点，广泛应用于激光精细加工、数据存储、光刻、生物医疗以及材料制备等领域。目前，紫外激光器主要有气体紫外激光器和全固态紫外激光器。气体激光器体积大、稳定性差、寿命短以及维护不便，极大地制约了其在实际应用中的发展。全固态紫外激光器则结构紧凑、体积小、性能稳定、转换效率高、寿命长且方便维护，因此受到广泛的重视，成为近年来人们研究的热点。

现阶段市场普遍使用的全固态紫外激光器主要有两类。一类全固态紫外激光器是利用LBO做Nd:YAG激光器输出的1064nm激光的和频晶体，产生355nm紫外激光。这种激光器中，LBO和频晶体的端面需要同时镀制三种对应不同激光波长的增透膜，这导致制作难度大且所镀的膜层的损伤阈值较低，长时间使用或能量较大时会导致所镀的膜层被破坏。因此，这种固态紫外激光器的稳定性和可靠性不足。另一类全固态紫外激光器是利用BBO晶体做Nd:YAG激光器输出的1064nm激光的四倍频，可获得266nm的紫外激光。然而，研究发现BBO晶体在266nm紫外激光辐照下容易产生光折变损伤。例如，若四倍频后输出激光平均功率超过0.3W，BBO晶体就会被破坏。所以，这一类固态紫外激光器的稳定性和可靠性也存在不足。

因此，当前迫切需要一种稳定可靠的大功率全固态紫外激光装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种稳定可靠的大功率全固态紫外激光装置。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种大功率全固态紫外激光装置，沿光路依次包括：基频激光输出模块、Q开关、二倍频非线性光学晶体、准直聚焦模块、四倍频非线性光学晶体和分光模块，所述基频激光输出模块的激光晶体为Nd:YAG激光晶体，所述基频激光输出模块的通光端面镀有基频光波段增透膜，所述基频光波段为1112至1123nm波段。

其中，所述全固态紫外激光装置还包括选频模块，用于从1112、1116和1123nm这三种基频光中选出所需的一种。

其中，所述二倍频非线性光学晶体位于基频光谐振腔内。

其中，所述基频激光输出模块有两个，所述两个基频激光输出模块采用串联结构，所述两个基频激光输出模块之间设置热效应补偿模块。

其中，所述全固态紫外激光装置的光路成“F ”型折叠腔结构，其中基频激光输出模块和Q开关处在“F ”型折叠腔结构的中间横向支路，二倍频非线性光学晶体处在“F ”型折叠腔的下端尾部且纵向放置，准直聚焦模块和四倍频非线性光学晶体处在“F ”型折叠腔的上端横向支路，所述“F ”型折叠腔的中间横向支路的右端设置镀有基频光反射膜的一个基频光腔镜，所述二倍频非线性光学晶体的下端设置同时镀有基频光反射膜和倍频光反射膜的另一个基频光腔镜，所述Q开关与二倍频非线性光学晶体之间设置二向色镜，所述二向色镜反射基频光且透射倍频光，所述二向色镜与准直聚焦模块之间设置倍频光高反镜。

其中，所述二倍频非线性光学晶体是I类相位匹配的KTP、LBO或BBO晶体；或者是II类相位匹配的KTP、LBO或BBO晶体。

其中，所述四倍频非线性光学晶体是I类相位匹配的LBO、BBO、CBO或CLBO晶体；或者是I I类相位匹配的LBO、BBO、CBO或CLBO晶体。

其中，所述选频模块是色散棱镜、光栅或法布里-珀罗标准具。

其中，所述四倍频非线性光学晶体位于基频光谐振腔外。

其中，所述分光模块是分光棱镜或二向色镜。

与现有技术相比，本发明具有下列技术效果：

1、本发明可输出光束质量优异，功率密度较高的波长约280nm的紫外激光光束。

2、本发明在保证激光器长期稳定性的同时，兼顾了激光器的效率。

3、本发明结构紧凑。

附图说明

图1为本发明一个实施例的结构示意图；

图2为本发明另一个实施例的结构示意图。

具体实施方式