[发明专利]一种固态紫外激光器由半导体激光器

说明书

技术领域

本发明涉及激光器应用技术领域，尤其是一种固态紫外激光器由半导体激光器。

背景技术

高平均功率全固态调Ｑ355nm与532nm激光器在微电子、激光加工、光刻技术、精密材料加工等领域应用广泛，如在电路板加工与立体印刷方面。电路板加工要求紫外激光在高重复频率时提供大于 300μJ的脉冲能量；立体印刷技术要求的是平均功率(一般在 0.4～1Ｗ之间)；而一般的激光材料加工要求的平均功率在 5～10Ｗ水平。

紫外光的短波长对于微加工应用有两个优越性：一， 较短的波长能够加工更小的部件。光束的衍射现象是限制加工部件最小尺寸的主要因素，最小可达到的聚焦点的直径随着波长的增加而线性增加。二，高能量的光子可以直接破坏材料的化学键。紫外光加工材料过程称为“光蚀”效应，高能量的光子直接破坏材料的化学键，是“冷”处理过程，热影响区域微乎其微；相比之下，可见光和红外激光器利用聚焦到加工部位的热量来熔化材料，热量经过传导会影响到周围的材料，产生热影响区域。

   目前市场上大部分的端面泵浦紫外激光器都是腔内和频方式。这种方式仍然不能将倍频激光完全转换，但剩余的倍频激光容易造成腔内元件损坏，或污染腔体，影响激光器的性能。为了满足对不同材料选择性的加工，通常需要两种波长的激光器。尤其是需要倍频和紫外交替加工时，不得不使用两台激光器交替使用。系统复杂性较高，不紧增加了成本，还增加了工序。利用棱镜分光的方式将倍频光和紫外光分离，可以得到较纯净的紫外光和倍频光，可需要较长的光程，从而增加了系统的体积。同时单个棱镜会使原本圆形的激光束变成椭圆的激光束，因此得使用棱镜对补偿相差。

发明内容

现有技术不能满足人们的需要，为弥补现有技术不足，本发明旨在提供一种固态紫外激光器由半导体激光器。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种固态紫外激光器由半导体激光器、耦合系统、谐振腔镜、调Q开关、谐振分离镜、激光晶体、折叠镜和绿光反射镜、三次谐波晶体和二次谐波晶体组成；二极管激光器输出的泵浦激光经准直聚焦后进入激光晶体，由于泵浦激光波长处于Nd掺杂的激光增益介质的吸收峰，激光晶体吸收泵浦光后受激辐射，经过激光谐振腔镜和折叠镜的选模作用，产生高光束质量的线偏基频光（S偏振）。由于调Q作用得到很高峰值功率的基频脉冲光。线偏振的基频光经过二次谐波晶体时，产生垂直基频偏振态（P偏振）的倍频绿光脉冲。相互垂直偏振态的绿光脉冲和剩余的基波脉冲在三次谐波晶体内发生和频，产生偏振态与基波偏振态（S偏振）一致的三次谐波紫外激光脉冲。谐波分离镜将绿光与紫外光分离，紫外光从谐波分离镜处输出输出，绿光由折叠镜处输出。同时可以通过调节二次谐波晶体的控制温度调节绿光与紫外光的功率分配。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该全固态紫外激光器具有转换效率高，体积小、稳定可靠、使用方便、用途广泛、性价比高等特点；充分利用两种波长满足在实际应用中的需要，也可选择其中一种波长输出，拓宽了应用领域，系统效率高，结构紧凑，使用方便，可广泛应用于工业加工、科研、医疗、军事等领域。

附图说明

图1 为本发明的“L”型全固态紫外激光器结构图；

图2 为本发明的“V” 型全固态紫外激光器结构图；

图3为本发明的“Z”型全固态紫外激光器结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1~3，一种固态紫外激光器由半导体激光器（1）、耦合系统（2）、谐振腔镜（3、4）、调Q开关（9）、谐振分离镜（6）、激光晶体（8）、折叠镜（5）和绿光反射镜（7）、三次谐波晶体（10）和二次谐波晶体（11）组成。

下面结合图1对本发明的具体实施方式作进一步的说明：

实施例1，

1、采用He-Ne激光器作准直光源。安装激光晶体(8)，尽量使其入射面与He-Ne激光光路垂直。同时He-Ne激光由晶体(8)的中心通过。

2、用He-Ne激光仔细调节谐振反射镜（3）和（4）和折叠镜（5），用20%基波输出耦合镜代替反射镜（3）。