CN111342335A - 324-500nm连续激光的三倍频激光器 - Google Patents

324-500nm连续激光的三倍频激光器 Download PDF

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CN111342335A CN202010165920.4A CN202010165920A CN111342335A CN 111342335 A CN111342335 A CN 111342335A CN 202010165920 A CN202010165920 A CN 202010165920A CN 111342335 A CN111342335 A CN 111342335A
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Abstract

一种324‑500nm连续激光的三倍频激光器，包括大功率基频激光和三倍频模块，所述的基频光的输出波长范围972‑1500nm，所述的三倍频模块由单通倍频模块和谐振和频模块组成，大功率基频激光通过单通倍频模块产生瓦级二倍频激光(466‑750nm)，大功率基频激光单次通过谐振和频腔中的非线性晶体，与二倍频激光在非线性和频晶体中和频获得大功率三倍频激光(324‑500nm)。所述的谐振和频腔仅需将谐振和频腔锁定到二倍频激光获得光强增益。本发明能输出稳定、可靠和高光束质量324‑500nm的连续激光，具有结构相对简单、成本低廉和光路紧凑的特点。

Description

324-500nm连续激光的三倍频激光器
技术领域
本发明涉及324-500nm连续激光，特别是一种324-500nm波段的连续激光的三倍频激光器。
背景技术
大功率连续紫外激光已经广泛应用于高分辨激光光谱分析、中性原子的单光子里德堡态激发、量子物理、光数据存储、光盘控制、光化学反应、大气探测、相干激光检测、生物医学、先进制造以及半导体产业等领域。紫外激光具有波长短、单光子能量高的特点，常用于紫外诱导的光化学反应和冷处理。在微加工领域，紫外激光有以下优势：第一，衍射极限小，光束衍射极限是限制加工最小尺寸的一个重要因素，相应的波长越短，可达到的最小聚焦点直径越小；第二，高能量的单光子可直接使材料分子的化学键断裂，即“冷”处理过程，与倍频光和基频激光利用聚集热量来熔化加工部位的材料相比，紫外激光的热影响很小；第三，在自然界中大部分材料都能吸收紫外光，它的这个特点使得紫外激光能加工很多倍频激光和基频激光不能加工的材料。
目前，获得大功率连续可调谐的全固态紫外激光器的技术方案主要包括以下几种：
第一，绿光泵浦掺钛蓝宝石得到飞秒激光器，然后对其进行倍频得到紫外激光输出(大功率绿光获得困难，成本高)；
第二，激光二极管输出的近基频激光直接倍频(效率很低)；
第三，基频全固态激光器的三倍频或者四倍频。
其中，通过基频激光的三倍频技术通常可以用来获得紫外和倍频波段激光。以355nm激光为例，目前激光市场上推出的大功率355nm激光主要是以脉冲或者准连续激光为主。比如美国光谱物理公司推出的重复频率为30kHz最大功率为12w的355nm紫外激光器；美国相干公司推出LD泵浦双棒串接的双折射补偿技术，实现了重复率8kHz功率为160W的355nm紫外激光器。对于结构紧凑的瓦级以上的355nm连续激光目前还没有任何报道，文献中可查到的连续355nm的三倍频的最大输出功率在410毫瓦[参见Conference on Lasersand Electro-Optics 1996，ISBN:1-55752-443-2],该方案属于双波长共振的外腔谐振和频结构，需要两套环路同时锁定，电子学结构极其复杂，且抗环境干扰能力差，而且系统需要同时用到1064nm和532nm两套激光器，其中532nm激光获得困难且不稳定，整体成本高昂。另一种产生连续355nm激光的三倍频技术方案是采用单次通过两个级联的PPSLT晶体的三倍频[参见Advanced Solid-State Photonics 2012,29 January–1 February 2012,ISBN:978-1-55752-933-6]，这种方案具有结构简单紧凑，输出功率稳定性好的优点，但是受限于第二级和频晶体的损伤阈值，目前仅能获得50mW左右的355nm激光的稳定输出。
发明内容
本发明的目的在于提供一种324-500nm波段的连续激光的三倍频激光器，该激光器能输出稳定、可靠和高光束质量324-500nm的连续激光，具有结构相对简单、成本相对低廉和光路相对紧凑的特点。
本发明的技术解决方案如下：
一种324-500nm连续激光的三倍频激光器，其特点在于：波长范围在972-1500nm的大功率基频激光器和三倍频模块，所述的三倍频模块包含单通倍频模块和谐振和频模块，所述的单通倍频模块用于大功率基频光单次通过周期极化晶体倍频，产生的二倍频光的波长范围覆盖466-750nm；所述的谐振和频模块中的谐振和频腔只与二倍频激光共振，剩余的大功率基频光单次通过谐振腔内的腔内非线性晶体，谐振的二倍频光与单次通过的基频光和频获得大功率的三倍频连续激光，该三倍频激光的波长范围324-500nm。
所述的324-500nm连续激光的三倍频激光器，包括波长范围在972-1500nm的大功率基频激光器和三倍频模块，所述的三倍频模块包括单通倍频和谐振和频，具体的构成包括第一半波长相位延迟器、第二半波长相位延迟器、第三半波长相位延迟器、单通二倍频晶体、第一谐波滤除镜、第一高反镜、第三高反镜、第四高反镜、第一模式匹配透镜、第二模式匹配透镜、第三模式匹配透镜、谐振和频腔、谐波分滤器，在所述的谐振和频腔内设置非线性晶体，上述元器件沿光路的分布如下：
沿所述的大功率基频激光器输出的基频光方向依次是所述的第一半波长相位延迟器、第一模式匹配透镜、单通二倍频晶体，该单通二倍频晶体的输出二倍频光和残余基频光，在所述的倍频激光和残余基频光方向是第一谐波滤除镜，该第一谐波滤除镜分为透射方向残余基频光和反射方向的二倍频光，沿所述的残余基频光方向依次是第三高反镜、第四高反镜、第三半波长相位延迟器、第三模式匹配透镜组、谐振和频腔的2端口，沿所述的二倍频光方向依次是所述的第一高反镜、第二半波长相位延迟器、第二模式匹配透镜组、谐振和频腔的1端口进入所述的谐振和频腔并谐振增强，所述的二倍频光和残余基频光经所述的非线性晶体产生三倍频光，该三倍频光和二倍频光和残余基频光经所述的谐波分滤器分离后，透过所述的谐波分滤器输出三倍频光。
所述的324-500nm连续激光的三倍频激光器包括波长范围在972-1500nm的大功率基频激光器和三倍频模块，所述的三倍频模块包括单通倍频和谐振和频，具体的构成包括第一半波长相位延迟器、第二半波长相位延迟器、第三半波长相位延迟器、单通二倍频晶体、第一谐波滤除镜、第一高反镜、第二高反镜、第三高反镜、第四高反镜、第一模式匹配透镜、第二模式匹配透镜、第三模式匹配透镜、谐振和频腔、谐波分滤器，在所述的谐振和频腔内设置非线性晶体，还包括偏振分光器和光线收集器，上述元器件沿光路的分布如下：
沿所述的大功率基频激光器输出的基频光方向依次是所述的第一半波长相位延迟器、偏振分光器，该偏振分光器将输入的基频光为透射的基频光和反射的基频光，
沿反射基频光方向依次是所述的第一高反镜、第三高反镜、第四高反镜、第三半波长相位延迟器、第三模式匹配透镜组、谐振和频腔的2端口；
沿透射基频光方向依次是所述的第一模式匹配透镜、单通二倍频晶体，该单通二倍频晶体输出二倍频光和残余基频光，在所述的二倍频光和残余基频光方向是第一谐波滤除镜，该第一谐波滤除镜分为透射方向的残余基频光和反射方向的二倍频光，所述的残余基频光进入所述的光线收集器，所述的反射方向的二倍频光依次经所述的第一高反镜、第二半波长相位延迟器、第二模式匹配透镜组、谐振和频腔的1端口进入所述的谐振和频腔并谐振增强，所述的二倍频光和所述的反射基频光经所述的非线性晶体产生三倍频光，该三倍频光和二倍频光和反射基频光的残余经所述的谐波分滤器分离后，所述的三倍频光(12)透过所述的谐波分滤器输出。
所述的波长范围在972-1500nm的大功率基频激光器包括但不限于固体激光器，掺镱光纤激光器、掺铒光纤激光器、拉曼光纤激光器或半导体激光器。
单次通过周期性极化晶体的单通倍频与所述的大功率基频激光器的输出端通过精确对准集成到一条不可调节的光路上，具有结构紧凑，光路稳定的优势；
所述的谐振和频腔包括但不限于双镜FP驻波腔、三腔镜、四腔镜和五腔镜等行波腔；谐振和频腔的锁定方式包括但不限于抖动稳频[参见Optics Express 15(21)14213-14218]、PDH稳频[参见American Journal of Physics 69,79(2001)]和HC稳频[参见ApplPhys B(2011)104:897–908]。
所述的谐振和频腔内非线性晶体包括但不限于三硼酸锂(LBO)、偏硼酸钡(BBO)、硼酸锂铯(CLBO)和周期性极化铌酸锂(PPLN)、周期性极化钽酸锂(PPSLT)、周期性极化磷酸氧钛钾(PPKTP)；谐振和频腔只需锁定到二倍频光的波长，大功率基频光单次通过腔内非线性晶体；二倍频光在谐振和频腔内共振增强，大功率的基频激光在非线性晶体中单次通过与所述的二倍频光和频获得324-500nm三倍频激光。
本发明与现有的三倍频方案相比有如下优势：
1、相较于单次通过两个级联的周期极化晶体的三倍频方案，在激光输出功率上有两个量级的提升。
2、相较于谐振和频腔双波长锁定的三倍频技术方案，本发明只需一个锁定环路且仅需一套大功率光纤激光器，其中，所述的单通和频腔只需锁定到倍频激光,锁定更容易，抗干扰性能更好；只需要单套大功率单频光纤激光器，成本更低。
总之，本发明降低了激光器的成本，扩大了实用范围。
附图说明
图1是本发明324-500nm连续激光的三倍频激光器示意图
图2是本发明实施例1百毫瓦355nm连续紫外激光的三倍频激光器的结构示意图。
图3是本发明实施例2瓦级355nm连续紫外激光的三倍频激光器的结构示意图。
具体实施方式
先请参阅图1，图1是本发明324-500nm连续激光的三倍频激光器示意图，由图可见，本发明324-500nm连续激光的三倍频激光器，波长范围在972-1500nm的大功率基频激光器1和三倍频模块2，所述的三倍频模块2包含单通倍频模块201和谐振和频模块202，所述的单通倍频模块201用于大功率基频光3单次通过周期极化晶体倍频，产生的二倍频光4的波长范围覆盖466-750nm；所述的谐振和频模块202中的谐振腔只与二倍频激光4共振，剩余的大功率基频光5单次通过谐振腔内非线性和频晶体，谐振的二倍频光4与单次通过的基频光5和频获得大功率的三倍频连续激光6，该三倍频激光6的波长范围324-500nm。
通过阅读参照图2和图3对非限制性实例所作的详细描述，本发明的特点和优势会变的更明显。
实施例1
图2是本发明实施例1百毫瓦355nm连续紫外激光的三倍频结构示意图。由图可见，本实施例324-500nm连续激光的三倍频激光器，包括波长范围在972-1500nm的大功率基频激光器1和三倍频模块，所述的三倍频模块的构成包括单通倍频4和谐振和频腔8，具体包括第一半波长相位延迟器201、第二半波长相位延迟器202、第三半波长相位延迟器203、单通二倍频晶体401、第一谐波滤除镜501、第一高反镜502、第二高反镜503、第三高反镜504、第一模式匹配透镜701、第二模式匹配透镜702、第三模式匹配透镜703、谐振和频腔8、谐波分滤器9，在所述的谐振和频腔8内设置非线性晶体805，上述元器件沿光路的分布如下：
沿所述的大功率基频激光器1输出的基频光10方向依次是所述的第一半波长相位延迟器201、第一模式匹配透镜701、单通二倍频晶体401，该单通二倍频晶体401的输出二倍频光11和残余基频光10*，在所述的倍频激光11和残余基频光10*方向是第一谐波滤除镜501，该第一谐波滤除镜501分为透射方向的残余基频光10*和反射方向的二倍频光11，沿所述的残余基频光10*方向依次是第二高反镜503、第三高反镜504、第三半波长相位延迟器203、第三模式匹配透镜组703、谐振和频腔8的2端口，沿所述的二倍频光11方向依次是所述的第一谐波滤除镜501、第二高反镜502，第二半波长相位延迟器202、第二模式匹配透镜组702、谐振和频腔8的1端口进入所述的谐振和频腔8并谐振增强，所述的二倍频光11和残余基频光10*经所述的非线性晶体805和频产生三倍频光12，该三倍频光12和二倍频光11和残余基频光10*经所述的谐波分滤器9分离后，透过所述的谐波分滤器9输出三倍频光12。
其中，单通倍频部分4包括：
聚焦透镜701：汇聚1064nm基频光。
周期极化晶体401：采用高损伤阈值高非线性转换效率的周期极化晶体；精确控制晶体的热沉温度,并采用特殊耐高温工程塑料包裹，减小晶体长期温漂。
谐波滤除镜501用于滤除532nm倍频光中残余的1064nm基频光，并将532nm激光导入所述的谐振和频腔8。
谐振和频部分包括：
所述的第二模式匹配透镜702：利用高斯光束的传输矩阵最优化设计532nm倍频光的模式匹配透镜组，使其与谐振和频腔的本振模式匹配。
四镜谐振和频腔8：将环形腔通过PDH稳频技术锁定到第一级产生的532nm绿光，提高腔内532nm激光的功率，这里也可以用其他有增益效果的谐振腔代替，比如双镜FP腔、三镜和五镜环形腔等；这里的稳频技术可以是PDH稳频、HC稳频和抖动稳频等常见稳频方案；其中801-804为谐振腔腔镜，用于532nm激光构成谐振条件。
非线性晶体805：用于1064nm和532nm和频的非线性晶体，晶体可以是LBO、BBO、CLBO等非线性晶体。切割方式包括双面正入射、双面平行布儒斯特角切割和出射端单面布儒斯特角切割。
谐波分离器9：用以滤除355nm中残余的1064nm和532nm激光。
基频光10：激光器1产生的大功率1064nm基频光。
基频光10*是基频光10经过单通倍频4后残余的基频光。
二倍频光11是基频光10经过单通倍频晶体401产生的532nm二倍频光。
三倍频光12是基频光10*和二倍频光11经过谐振和频8产生的355nm三倍频光。
产生百毫瓦的355nm所需的基频功率相对较低，单通倍频后残余的1064nm基频光10*已经可以满足谐振和频所需的基频功率。单频1064nm光纤激光放大器1输出约30瓦的大功率1064nm连续基频光10。1064nm经过第一模式匹配透镜组701以合适的束腰以及偏振入射到周期极化晶体401中，周期极化晶体401的热沉采用耐高温保温性优秀的工程塑料包裹。出射的二倍频光11和残余的基频光10*通过谐波滤除镜501分离残余的1064nm基频光10*，其中10W量级的532nm倍频光11由第一高反镜502反射后，导入到下一级谐振和频腔8中。残余的约20瓦1064nm基频光10*经过第二高反镜504、第三高反镜505导入谐振和频腔8，并单次通过腔内的非线性晶体805。所述的相位延迟器203用于改变1064nm的偏振以满足和频所需的相位匹配条件。第三透镜组703用于将1064nm激光汇聚到非线性晶体805的中心。
根据Boyd和Kleinman关于高斯光和频的理论，和频功率与两个基频光功率的关系理论上可以写成PSFG＝γSFGP1P2，其中PSFG为和频功率，P1和P2为两个基频功率，γSFG为归一化和频转换效率，对一般非线性晶体而言这个值经过最优聚焦条件选择后一般在3.0x10- 4W-1左右。这里采用20W左右的1064nm基频光10*单次通过非线性晶体805，而10W的532nm二倍频光11在谐振和频腔8内共振增益到百瓦量级的方式提升非线性晶体805中532nm的功率。按照理论计算，和频产生的355nm三倍频激光12的功率可以达到百毫瓦量级。产生的355nm三倍频紫外光12经过腔镜804输出，最后再由谐波分离器9滤除其中的1064nm和532nm激光。
实施例2
图3是本发明实施例2--瓦级355nm连续紫外激光的三倍频激光器的结构示意图。
由图可见，本实施例包括大功率1064nm光纤激光放大器1，第一半波长相位延迟器201、第二半波长相位延迟器202、第三半波长相位延迟器203，偏振分光器3，单通倍频模块4，谐波滤除镜501、第一高反镜502、第二高反镜503、第三高反镜504、第四高反镜505，光线收集器6，第一模式匹配透镜组701、第二模式匹配透镜组702、第三模式匹配透镜组703和谐振和频腔8。
沿所述的大功率基频激光器1输出的基频光10方向依次是所述的第一半波长相位延迟器201、偏振分光器3，该偏振分光器3将输入的基频光分为透射基频光和反射基频光10**，
沿反射基频光10**方向依次是所述的第二高反镜503、第三高反镜504、第四高反镜505、第三半波长相位延迟器203、第三模式匹配透镜组703、谐振和频腔8的2端口；
沿透射基频光方向依次是所述的第一模式匹配透镜701、单通二倍频晶体401，该单通二倍频晶体401输出二倍频光11和残余基频光10*，在所述的二倍频光11和残余基频光10*方向是第一谐波滤除镜501，该第一谐波滤除镜501分为透射方向残余基频光10*和反射方向的二倍频光11，所述的残余基频光10*进入所述的光线收集器601，所述的反射方向的二倍频光11依次经所述的第一高反镜502、第二半波长相位延迟器202、第二模式匹配透镜组702、谐振和频腔8的1端口进入所述的谐振和频腔8并并谐振增强，所述的二倍频光11和所述的反射基频光10**经所述的非线性晶体805和频产生三倍频光12，该三倍频光12和二倍频光11和反射基频光10**的残余经所述的谐波分滤器9分离后，所述的三倍频光12透过所述的谐波分滤器9输出。
其中，单通倍频部分4包括：
聚焦透镜701：汇聚1064nm基频光。
周期极化晶体401：采用高损伤阈值高非线性转换效率的周期极化晶体；精确控制晶体的热沉温度,并采用特殊耐高温工程塑料包裹，减小晶体长期温漂。
谐波滤除镜501、第一高反镜502：用于滤除532nm倍频光中残余的1064nm基频光，并将532nm激光导入谐振和频腔。
光线收集器601：收集残余的1064nm基频光。
谐振和频部分包括：
其中801-804为谐振腔腔镜
第二模式匹配透镜组702：利用高斯光束的传输矩阵最优化设计532nm倍频光的模式匹配透镜组，使其与谐振和频腔的本振模式匹配。
四镜谐振和频腔8：将环形腔通过PDH稳频技术锁定到第一级产生的532nm绿光，提高腔内532nm激光的功率，这里也可以用其他有增益效果的谐振腔代替，比如双镜FP腔、三镜和五镜环形腔等；这里的稳频技术可以是PDH稳频、HC稳频和抖动稳频等常见稳频方案；其中801-804为谐振腔腔镜，用于532nm激光构成谐振条件。
非线性晶体805：用于1064nm和532nm和频的非线性晶体，晶体可以是LBO、BBO、CLBO等非线性晶体。切割方式包括双面正入射、双面平行布儒斯特角切割和出射端单面布儒斯特角切割。
谐波分离器9：用以滤除355nm中残余的1064nm和532nm激光。
基频光10是激光器1产生的大功率1064nm基频光。
基频光10*是基频光10经过单通倍频4后残余的基频光。
基频光10**是基频光10经过偏振分光器3分光后的基频光。
二倍频光11是单通倍频晶体401产生的532nm二倍频光。
三倍频光12是基频光10**和二倍频光11经谐振和频8产生的355nm三倍频光。
如图2举例，本发明获得瓦级355nm连续激光的三倍频激光器，其三倍频部分包括单通倍频4和谐振和频8。
考虑单通倍频晶体401的损伤阈值，单频1064nm光纤激光放大器1输出100瓦1064nm连续基频光10需要经过相位延迟器201和偏振分光器3分成两路。第一路约30瓦的1064nm经过聚焦透镜701以合适的束腰以及偏振入射到周期极化晶体401中，周期极化晶体401的热沉采用耐高温保温性优秀的工程塑料包裹。出射的532nm二倍频光11和残余的基频光10*通过谐波滤除镜501滤除残余的1064nm基频光10*，其中残余1064nm基频光10*由光线收集器601收集，由此获得10W量级的532nm二倍频光11由高反镜502反射后，导入到下一级谐振和频腔8中。
这里的谐振和频腔8以四腔镜环形腔为例，其中相位延迟器202用于改变532nm二倍频光11的偏振态以满足和频所需的相位匹配条件，模式匹配透镜组702用于532nm二倍频光11的模式变换使其满足谐振腔所需的模式匹配条件。第二路70W左右的1064nm基频激光10**经过谐波滤除镜503、504和505导入到谐振和频腔，单次通过腔内非线性晶体805。相位延迟器203用于改变1064nm基频光10**的偏振以满足和频所需的相位匹配条件。透镜组703用于将1064nm基频光10**汇聚到非线性晶体805的中心。
根据Boyd和Kleinman关于高斯光和频的理论，和频功率与两个基频光功率的关系理论上可以写成PSFG＝γSFGP1P2，其中PSFG为和频功率，P1和P2为两个基频功率，γSFG为归一化和频转换效率，对一般非线性晶体而言这个值经过最优聚焦条件选择后一般在3.0x10- 4W-1左右。这里采用70W左右的1064nm基频光10**单次通过非线性晶体805，而10W的532nm二倍频光11在谐振和频腔8内共振增益到百瓦量级的方式提升非线性晶体805中532nm的功率。按照理论计算，和频产生的355nm三倍频12的激光功率可以达到瓦量级。产生的355nm三倍频紫外光12经过腔镜804输出，最后再由谐波分离器9滤除其中的1064nm和532nm激光。
本发明的技术效果：
本发明可以只用一套1064nm的三倍频实现大功率的355nm连续紫外输出，其中将第一级的谐振倍频改为单通倍频4后，可以实现大功率的532nm倍频光的稳定输出，其线宽更窄，光束质量比谐振倍频产生的倍频光更好。第二级的谐振和频腔8只需锁定到532nm激光，锁定环路更简单，激光连续运行的稳定性可以更好。
本发明与单次通过两个级联周期极化晶体的方案相比紫外输出功率大幅提升；与常见的谐振和频腔双波长锁定的技术方案相比，具有无需多套谐振以及激光器，光路结构更简单，输出功率更稳定，成本更低廉的优点。

Claims (6)

1.一种324-500nm连续激光的三倍频激光器，其特征在于：波长范围在972-1500nm的大功率基频激光器(1)和三倍频模块(2)，所述的三倍频模块(2)包含单通倍频模块(201)和谐振和频模块(202)，所述的单通倍频模块(201)用于大功率基频光(3)单次通过周期极化倍频晶体，产生的二倍频光(4)的波长范围覆盖466-750nm；所述的谐振和频模块(202)中的谐振和频腔(8)只与二倍频激光(4)共振，剩余的大功率基频光(5)单次通过谐振腔内的腔内非线性晶体(805)，谐振的二倍频光(4)与单次通过的基频光(5)和频获得大功率的三倍频连续激光(6)，该三倍频激光(6)的波长范围324-500nm。
2.根据权利要求1所述的324-500nm连续激光的三倍频激光器，其特征在于：包括波长范围在972-1500nm的大功率基频激光器(1)和三倍频模块(2)，所述的三倍频模块(2)包括单通倍频(4)和谐振和频(8)，具体的构成包括第一半波长相位延迟器(201)、第二半波长相位延迟器(202)、第三半波长相位延迟器(203)、单通二倍频晶体(401)、第一谐波滤除镜(501)、第一高反镜(502)、第二高反镜(503)、第三高反镜(504)、第一模式匹配透镜(701)、第二模式匹配透镜(702)、第三模式匹配透镜(703)、谐振和频腔(8)、谐波分滤器(9)，在所述的谐振和频腔(8)内设置非线性晶体(805)，上述元器件沿光路的分布如下：
沿所述的大功率基频激光器(1)输出的基频光(10)方向依次是所述的第一半波长相位延迟器(201)、第一模式匹配透镜(701)、单通二倍频晶体(401)，该单通二倍频晶体(401)的输出二倍频光(11)和残余基频光(10*)，在所述的倍频激光(11)和残余基频光(10*)方向是第一谐波滤除镜(501)，该第一谐波滤除镜(501)分为透射方向残余基频光(10*)和反射方向的二倍频光(11)，沿所述的残余基频光(10*)方向依次是第三高反镜(504)、第四高反镜(505)、第三半波长相位延迟器(203)、第三模式匹配透镜组(703)、谐振和频腔(8)的2端口，沿所述的二倍频光(11)方向依次是所述的第一高反镜(502)、第二半波长相位延迟器(202)、第二模式匹配透镜组(702)、谐振和频腔(8)的1端口进入所述的谐振和频腔(8)并谐振增强，所述的二倍频光(11)和残余基频光(10*)经所述的非线性晶体(805)产生三倍频光(12)，该三倍频光和二倍频光(11)和残余基频光(10*)经所述的谐波分滤器(9)分离后，透过所述的谐波分滤器(9)输出三倍频光(12)。
3.根据权利要求1所述的324-500nm连续激光的三倍频激光器，其特征在于包括波长范围在972-1500nm的大功率基频激光器(1)和三倍频模块(2)，所述的三倍频模块(2)包括单通倍频(4)和谐振和频(8)，具体的构成包括第一半波长相位延迟器(201)、第二半波长相位延迟器(202)、第三半波长相位延迟器(203)、单通二倍频晶体(401)、第一谐波滤除镜(501)、第一高反镜(502)、第二高反镜(503)、第三高反镜(504)、第四高反镜(505)、第一模式匹配透镜(701)、第二模式匹配透镜(702)、第三模式匹配透镜(703)、谐振和频腔(8)、谐波分滤器(9)，在所述的谐振和频腔(8)内设置非线性晶体(805)，还包括偏振分光器(3)和光线收集器(601)，上述元器件沿光路的分布如下：
沿所述的大功率基频激光器(1)输出的基频光(10)方向依次是所述的第一半波长相位延迟器(201)、偏振分光器(3)，该偏振分光器(3)将输入的基频光为透射的基频光和反射的基频光(10**)，
沿反射的基频光(10**)方向依次是所述的第二高反镜(503)、第三高反镜(504)、第四高反镜(505)、第三半波长相位延迟器(203)、第三模式匹配透镜组(703)、谐振和频腔(8)的2端口；
沿透射的基频光方向依次是所述的第一模式匹配透镜(701)、单通二倍频晶体(401)，该单通二倍频晶体(401)输出二倍频光(11)和残余基频光(10*)，在所述的二倍频光(11)和残余基频光(10*)方向是第一谐波滤除镜(501)，该第一谐波滤除镜(501)分为透射方向的残余基频光(10*)和反射方向的二倍频光(11)，所述的残余基频光(10*)进入所述的光线收集器(601)，所述的反射方向的二倍频光(11)依次经所述的第一高反镜(502)、第二半波长相位延迟器(202)、第二模式匹配透镜组(702)、谐振和频腔(8)的1端口进入所述的谐振和频腔(8)并谐振增强，所述的二倍频光(11)和所述的反射基频光(10**)经所述的非线性晶体(805)产生三倍频光(12)，该三倍频光和二倍频光(11)和反射基频光(10**)的残余经所述的谐波分滤器(9)分离后，所述的三倍频光(12)透过所述的谐波分滤器(9)输出。
4.根据权利要求1、2或3所述的324-500nm波段的连续激光的三倍频激光器，其特征在于：所述的波长范围在972-1500nm的大功率基频激光器(1)包括但不限于固体激光器，掺镱光纤激光器、掺铒光纤激光器、拉曼光纤激光器)或半导体激光器。
5.根据权利要求1、2或3所述的324-500nm波段的连续激光的三倍频激光器，其特征在于所述的谐振和频腔(8)包括但不限于双镜FP驻波腔、三腔镜、四腔镜和五腔镜等行波腔；谐振和频腔的锁定方式包括但不限于抖动稳频、PDH稳频和HC稳频。
6.根据权利要求1、2或3所述的324-500nm波段的连续激光的三倍频激光器，其特征在于所述的腔内非线性晶体(805)包括三硼酸锂(LBO)、偏硼酸钡(BBO)、硼酸锂铯(CLBO)和周期性极化铌酸锂(PPLN)、周期性极化钽酸锂(PPSLT)、周期性极化磷酸氧钛钾(PPKTP)。
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