[发明专利]一种直接倍频产生高功率真空紫外激光的装置及方法

权利要求书

1.采用直接倍频产生高功率真空紫外激光的装置产生高功率真空紫外激光的方法，其特征在于，所述直接倍频产生高功率真空紫外激光的装置包括：激光泵浦源(1)、直接倍频器件(3)、真空腔(5)和功率测量系统(6)，所述直接倍频器件和功率测量系统位于真空腔内；其特征在于，所述装置还包括光束整形系统(2)和四维预调节平转台(4)；其中所述激光泵浦源为窄线宽全固态紫外激光泵浦源；所述光束整形系统位于激光泵浦源和真空腔之间；所述四维预调节平转台固定在真空腔内，包括三维电动平移台、一维电动旋转台及相应的转接板；所述直接倍频器件固定于所述转接板上；所述方法包括：

S1、调节窄线宽全固态紫外激光泵浦源(1)输出低功率窄线宽紫外泵浦光，经过光束整形系统(2)整形后入射进真空腔(5)中的直接倍频器件(3)；

S2、利用功率测量系统(6)监测真空紫外激光功率，同时调节四维预调节平转台(4)的参数，确保泵浦光避开直接倍频器件的缺陷部位，实现低功率泵浦条件下基频光与倍频光的相位匹配；

S3、关闭激光泵浦源(1)，调节四维预调节平转台(4)，减小晶体入射角度，预先实现高功率泵浦条件下基频光与倍频光的相位匹配；

S4、保持直接倍频器件(3)不动，调节激光泵浦源(1)输出高功率窄线宽紫外泵浦光，打开泵浦源挡板，获得真空紫外激光；

所述低功率窄线宽紫外泵浦光中的低功率即泵浦功率≤0.5W；

所述高功率真空紫外激光中的高功率即泵浦功率≥5W；

所述窄线宽全固态紫外激光泵浦发出光束的线宽≤10pm。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，步骤S3中所述调节四维预调节平转台，减小入射角为：0.1°/5W。

3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述窄线宽全固态紫外 激光泵浦源光束质量因子：M²≤2，线宽≤10pm，紫外光波长范围为200～370nm。

4.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述光束整形系统为缩束装置或聚焦装置，将泵浦光整形为直径≤2mm，发散角≤0.5mrad的光束。

5.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述四维预调节平转台中三维电动平移台调节精度高于50um，一维电动旋转台调节精度高于0.01°。

6.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述直接倍频器件中的晶体为具有真空紫外二次谐波输出能力的KBBF族晶体。

7.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述真空腔包括：紫外激光入射窗口、真空紫外激光输出窗口、剩余紫外激光导出窗口和真空腔体；整形后的紫外激光由紫外激光入射窗口进入真空腔体，经过直接倍频器件后，剩余紫外激光由剩余紫外激光导出窗口导出，倍频产生的真空紫外激光由真空紫外输出窗口输出。

8.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述功率测量系统包括：真空紫外激光功率计、紫外45°高反镜和剩余紫外激光收集器；

所述真空紫外激光功率计和紫外45°高反镜位于真空腔内，真空紫外激光功率计用于测量二次谐波真空紫外激光的功率；紫外45°高反镜用于反射剩余紫外激光，使剩余紫外激光输出到真空腔外部的剩余紫外激光收集器。