[发明专利]一种大功率紫外固体激光器

说明书

本发明公开了一种大功率紫外固体激光器，属于激光器技术领域。包括LD泵浦源、激光晶体、调Q开关、全反镜、转折反射镜、双波长全反镜、布儒斯特窗镜、倍频晶体、和频晶体、第一柱面透镜、第三柱面透镜；所述全反镜、转折反射镜和双波长全反镜构成产生基频光振荡的折叠谐振腔，所述折叠谐振腔内从全反镜开始沿基频光路依次设置调Q开关、激光晶体、布儒斯特窗镜、第一柱面透镜、转折反射镜、和频晶体、倍频晶体、第三柱面透镜、双波长全反镜。本发明提供一种利用柱面透镜在谐振腔内产生线状光斑提高相位匹配度，具有高效率和和高稳定性的355nm波长大功率紫外固体激光器。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，尤其涉及一种大功率紫外固体激光器，特别涉及一种半导体激光（LD）侧面泵浦腔内倍频、和频的355nm波长紫外固体激光器。

背景技术

紫外激光光子能量高，在许多非金属材料加工过程中直接破坏材料分子键而实现“冷”切除，因此具有良好的加工质量。LD泵浦的全固态紫外激光器具有体积小、使用方便等优点，在医用塑料、微电子等加工领域具有良好的应用。紫外固体激光器涉及复杂的变频技术，综合效率很大程度上取决于激光器谐波转化效率。提高谐波转化效率的有效途径主要是提高相位匹配度和增大激光功率密度，因此一般将倍频及和频晶体置于激光束腰位置，但功率密度过大容易引起晶体的损坏，即晶体中的光斑不能过小；一般紫外固体激光器的倍频及和频晶体为LBO，其相位匹配受温度影响很大，通常紫外激光器LBO晶体的温度控制精度要求不超过0.1度，虽然温度控制精度够高，但光斑截面内的温度梯度是没法消除的，也就是激光束中心和边缘必然处在失配状态，光斑越大，温度梯度越大，失配越严重。现有紫外激光器技术方案中没有解决光斑截面内的温度梯度引起的相位失配问题，一般采用端泵方式，通过控制晶体整体温度精度和提高功率密度来提高效率，综合效率难以大幅度提高。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种利用线状光斑提高相位匹配度，具有高效率和和高稳定性的355nm波长大功率紫外固体激光器。

本发明的技术方案：

一种大功率紫外固体激光器，包括LD泵浦源、激光晶体、调Q开关、全反镜、转折反射镜、双波长全反镜、布儒斯特窗镜、倍频晶体、和频晶体、第一柱面透镜、第三柱面透镜；

所述全反镜、转折反射镜和双波长全反镜构成产生基频光振荡的折叠谐振腔，所述折叠谐振腔内从全反镜开始沿基频光路依次设置调Q开关、激光晶体、布儒斯特窗镜、第一柱面透镜、转折反射镜、和频晶体、倍频晶体、第三柱面透镜、双波长全反镜。

其中，所述全反镜和转折反射镜镀1064nm反射膜，所述双波长全反镜镀1064nm和532nm双波长反射膜。

其中，还包括第二柱面透镜，所述第二柱面透镜设置在所述折叠谐振腔外对355nm紫外激光进行准直。

其中，所述折叠谐振腔内的第一柱面透镜镀1064nm波长增透膜，所述第三柱面透镜镀1064nm和532nm波长增透膜，用于将基频光聚焦为线形激光束。

其中，所述布儒斯特窗镜为厚度相同的两片石英镜片构成，布儒斯特角分两个方向设置，实现激光束轴线不变。

本发明的优点是：

1.谐振腔内两柱面镜将基频光聚焦为线形光斑，通过倍频晶体及和频晶体进行谐波转化时，光斑内温度差与圆光斑情况相比大幅度减小，极大提高激光效率。

2.侧面泵浦方式和线形光斑组合，可实现紫外激光器向超大功率发展。

附图说明

图1：本发明提供的一种大功率紫外固体激光器的结构示意图。

图中：1. 全反镜 2.调Q开关

3. 激光晶体 4.LD泵浦源