CN112260042B

CN112260042B - 紫外脉冲激光器

Info

Publication number: CN112260042B
Application number: CN202010962598.8A
Authority: CN
Inventors: 檀慧明; 顾丰; 王军营
Original assignee: Shenzhen Super Laser Technology Co ltd
Current assignee: Shenzhen Super Laser Technology Co ltd
Priority date: 2020-09-14
Filing date: 2020-09-14
Publication date: 2022-01-25
Anticipated expiration: 2040-09-14
Also published as: CN112260042A

Abstract

本申请提供了一种紫外脉冲激光器，涉及紫外脉冲激光技术和光学频率变换技术。紫外脉冲激光器中，基频光脉冲光源用于发出基频光；倍频晶体配置为II类相位匹配，对基频光进行倍频频率变换为倍频光，用于将基频光分解为偏振方向互相垂直的第一偏振方向基频光及第二偏振方向基频光；第一和频晶体将倍频光与第一偏振方向基频光进行和频频率变换为第一紫外光；第二和频晶体将倍频光与第二偏振方向基频光进行和频频率变换为第二紫外光；紫外脉冲激光器将第一紫外光和第二紫外光一同输出。本申请通过偏振方向垂直的偏振光例如第一及第二偏振方向基频光分别与倍频光腔外二次和频，充分利用了垂直的两个偏振方向的偏振光，提高了紫外脉冲激光器的转换效率。

Description

紫外脉冲激光器

技术领域

本申请涉及紫外脉冲激光技术和光学频率变换技术，具体是涉及一种紫外脉冲激光器。

背景技术

采用脉冲激光腔外频率变换技术的紫外波长激光器具有稳定性好、成本低、结构紧凑、转换效率高、性能可靠、体积小和光束质量好等特点，该类激光器通常采用腔外倍频与和频两次光学频率变换过程获得紫外激光的输出，但是，如果倍频晶体采用II类相位匹配方式，通过倍频晶体后的剩余基频光分解为与倍频光的偏振方向平行和垂直的两个方向的偏振光，在后续的腔外和频获得紫外激光过程中，其中一个偏振方向的偏振光会作为无用光直接输出，这样限制了基频光到紫外光的总的转换效率。

发明内容

本申请实施例一方面提供了一种紫外脉冲激光器，包括：

基频光脉冲光源，用于发出基频光；

倍频晶体，配置为II类相位匹配，用于对所述基频光进行倍频频率变换为倍频光，用于将所述基频光分解为偏振方向互相垂直的第一偏振方向基频光及第二偏振方向基频光；

第一和频晶体，用于将所述倍频光与所述第一偏振方向基频光进行和频频率变换为第一紫外光；以及

第二和频晶体，用于将所述倍频光与所述第二偏振方向基频光进行和频频率变换为第二紫外光；

其中，所述紫外脉冲激光器将所述第一紫外光和所述第二紫外光一同输出。

进一步地技术方案在于，所述倍频晶体为II类相位匹配的KTP非线性晶体、II类相位匹配的LBO非线性晶体或II类相位匹配的BiBO非线性晶体。

进一步地技术方案在于，所述基频光的波长短于1100nm。

进一步地技术方案在于，所述第一和频晶体和所述第二和频晶体两者中的一个配置为I类相位匹配或周期性极化反转的准相位匹配，所述第一和频晶体和所述第二和频晶体两者中的另一个配置为II类相位匹配。

进一步地技术方案在于，所述第一和频晶体和所述第二和频晶体二者中的一个配置为II类相位匹配的LBO晶体、II类相位匹配的BiBO晶体或II类相位匹配的BBO晶体，所述第一和频晶体和所述第二和频晶体二者中的另一个配置为I类相位匹配的LBO晶体、I类相位匹配的BiBO晶体、I类相位匹配的BBO晶体或I类相位匹配的CLBO晶体，

或，所述第一和频晶体和所述第二和频晶体二者中的一个配置为II类相位匹配的LBO晶体、II类相位匹配的BiBO晶体或II类相位匹配的BBO晶体，所述第一和频晶体和所述第二和频晶体二者中的另一个配置为周期性极化反转的PPLT准相位匹配晶体、周期性极化反转的MgO:PPLT准相位匹配晶体、周期性极化反转的PPSLT准相位匹配晶体或周期性极化反转的MgO:sPPLT准相位匹配晶体。

进一步地技术方案在于，还包括：

第一聚焦镜，用于对所述基频光进行聚焦并输出至所述倍频晶体，和/或

第二聚焦镜，用于对所述倍频晶体输出的所述第一偏振方向基频光、所述第二偏振方向基频光和所述倍频光进行聚焦，并输出至所述第一和频晶体。

进一步地技术方案在于，所述聚焦镜为双凸或平凸的球面透镜、非球面透镜或自聚焦透镜或反射式聚焦镜。

本申请通过偏振方向垂直的偏振光例如第一及第二偏振方向基频光分别与倍频光腔外二次和频，充分利用了垂直的两个偏振方向的偏振光，提高了紫外脉冲激光器的转换效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1揭露了本申请一实施例中紫外脉冲激光器的结构示意图；

图2揭露了本申请一实施例中紫外脉冲激光器的结构示意图；

图3和图4分别揭露了本申请一实施例中紫外脉冲激光器的结构示意图；

图5揭露了本申请一实施例中紫外脉冲激光器的结构示意图；

图6揭露了本申请一实施例中紫外脉冲激光器的结构示意图；

图7揭露了本申请一实施例中紫外脉冲激光器的结构示意图。

其中，图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7中基频光101、倍频光102、第一偏振方向基频光103、第二偏振方向基频光104、第一紫外光105、第二紫外光106的位置相互偏离是为了更好展示倍频光102、第一偏振方向基频光103、第二偏振方向基频光104、第一紫外光105、第二紫外光106地形成过程，并不代表着基频光101、倍频光102、第一偏振方向基频光103、第二偏振方向基频光104、第一紫外光105、第二紫外光106的相互之间的位置变化。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本申请，但不对本申请的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本申请的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本申请介绍了一种紫外脉冲激光器，该紫外脉冲激光器采用脉冲激光腔外频率变换技术，具有稳定性好、成本低、结构紧凑、转换效率高、性能可靠、体积小和光束质量好等特点。该紫外脉冲激光器通过倍频晶体后的剩余基频光分解为与倍频光的偏振方向平行和垂直的两个方向的偏振光，在偏振光与倍频光的腔外和频获得紫外光的过程中，通过将两个偏振方向的偏振光分别参与和频频率变换，提高了紫外脉冲激光器从基频光到紫外光的总的转换效率。

请参阅图1，其揭露了本申请一实施例中紫外脉冲激光器的结构示意图。该紫外脉冲激光器100可包括基频光脉冲光源10、倍频晶体20、和频晶体(例如第一和频晶体30、第二和频晶体40)以及聚焦镜(例如第一聚焦镜50和第二聚焦镜60)。其中，基频光脉冲光源10用于发出基频光101。基频光101传输至聚焦镜例如第一聚焦镜50。聚焦镜例如第一聚焦镜50对基频光101进行光束聚焦并输出。聚焦后的基频光101传输至倍频晶体20。倍频晶体20对基频光101进行倍频频率变换为倍频光102。倍频晶体20将通过倍频晶体20的剩余基频光101分解为偏振方向相互垂直的偏振光(即第一及第二偏振方向基频光103、104)。倍频晶体20将倍频光102、第一及第二偏振方向基频光103、104输出。倍频光102、第一及第二偏振方向基频光103、104传输至聚焦镜例如第二聚焦镜60。聚焦镜例如第二聚焦镜60对倍频光102、第一及第二偏振方向基频光103、104进行光束聚焦并输出。聚焦后的倍频光102、第一及第二偏振方向基频光103、104传输至和频晶体例如第一和频晶体30。和频晶体例如第一和频晶体30将第一偏振方向基频光103与倍频光102进行和频频率变换，并变换为第一紫外光105。和频晶体例如第一和频晶体30将第二偏振方向基频光104、剩余倍频光102、第一紫外光105输出。第二偏振方向基频光104、剩余倍频光102、第一紫外光105传输至和频晶体例如第二和频晶体40。和频晶体例如第二和频晶体40将第二偏振方向基频光104与剩余倍频光102进行和频频率转换，并变换为第二紫外光106。第一紫外光105、第二紫外光106、剩余基频光101与剩余倍频光102一同输出。

需要指出的是，此处以及下文中的术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。

请参阅图1，基频光脉冲光源10用于发出基频光101。例如发出波长短于1100nm的基频光，例如发出为1000-1100nm的基频光101。在一实施例中，基频光脉冲光源10可以为调Q激光器，例如主动调Q或者被动调Q激光器。在一实施例中，基频光脉冲光源10可以为声光调Q激光器。在一实施例中，基频光脉冲光源10可以为被动调Q的Nd:YAG(Neodymium-yttrium Aluminum Garnet，掺钕钇铝石榴石)脉冲全固态激光器。在一实施例中，基频光脉冲光源10可以为锁模激光器。在一实施例中，基频光脉冲光源10采用波长为1064nm的被动调Q的Nd:YAG脉冲全固态激光器，脉冲宽度10ns，重复频率10kHz，平均功率4W。

请参阅图1，第一聚焦镜50与基频光脉冲光源10邻近设置，可接收基频光脉冲光源10发出的基频光101。第一聚焦镜50对基频光101进行光束聚焦并输出至倍频晶体20。在一实施例中，第一聚焦镜50可以为双凸或平凸的球面透镜、非球面透镜或自聚焦透镜，当然也可以为反射式聚焦镜。在一实施例中，请参阅图2，其揭露了本申请一实施例中紫外脉冲激光器100的结构示意图。当第一聚焦镜50是双凸或平凸的球面透镜、非球面透镜或自聚焦透镜时，相对两侧表面(即靠近基频光脉冲光源10一侧的表面及靠近倍频晶体20一侧的表面，即用于接收基频光101的一侧的表面及用于输出倍频光102的一侧的表面)制备增透膜例如基频光增透膜。增透膜可包括第一增透膜51和第二增透膜52。其中第一增透膜51用于接收基频光脉冲光源10发出的基频光101，经第一聚焦镜50光束聚焦后的基频光101通过第二增透膜52输出至倍频晶体20。在一实施例中，当第一聚焦镜50采用反射式聚焦镜时，其反射面用于接收并反射基频光脉冲光源10发出的基频光101，其在反射面制备基频光高反射膜。在一实施例中，请参阅图3和图4，其分别揭露了本申请一实施例中紫外脉冲激光器100的结构示意图。第一聚焦镜50可以省略。例如在倍频晶体20的长度短于基频光脉冲光源10输出处基频光101的瑞利长度时，将第一聚焦镜50省略。

请参阅图1、图2、图3和图4，倍频晶体20用于接收聚焦镜例如第一聚焦镜50输出的聚焦后的基频光101，倍频晶体20用于对基频光101进行倍频频率变换为倍频光102例如波长为532nm的倍频光102。倍频晶体20用于将通过倍频晶体20后的基频光101分解为偏振方向互相垂直的第一及第二偏振方向基频光103、104，例如与基频光101同波长的第一及第二偏振方向基频光103、104。倍频晶体20用于将倍频光102、第一及第二偏振方向基频光103、104输出至聚焦镜例如第二聚焦镜60。在一实施例中，倍频晶体20可以为II类相位匹配的晶体例如KTP(磷酸钛氧钾)、LBO(三硼酸锂)、BiBO(三硼酸铋)等非线性晶体，当然，倍频晶体20也可以为II类非临界相位匹配的晶体例如KTP(磷酸钛氧钾)、LBO(三硼酸锂)、BiBO(三硼酸铋)等。在一实施例中，倍频晶体20可采用II类相位匹配的KTP晶体，长度为10mm，通光孔径是3×3mm²，按θ＝90°，

的角度切割。在一实施例中，请参阅图2，倍频晶体20靠近聚焦镜例如第一聚焦镜50一侧的表面制备用于接收基频光101的第三增透膜21例如1064nm的增透膜，在靠近聚焦镜例如第二聚焦镜60一侧的表面制备用于接收透过第一及第二偏振方向基频光103、104和倍频光102的第四增透膜22。以便倍频光102、第一及第二偏振方向基频光103、104从第四增透膜22输出至聚焦镜例如第二聚焦镜60。在一实施例中，透过第一及第二偏振方向基频光103、104和倍频光102的第四增透膜22为对1064nm和532nm的双波长增透膜。

请参阅图1、图2、图3和图4，第二聚焦镜60置于倍频晶体20和和频晶体例如第一和频晶体30之间。第二聚焦镜60可用于接收倍频光102、第一及第二偏振方向基频光103、104。第二聚焦镜60对倍频光102、第一及第二偏振方向基频光103、104进行光束聚焦并输出至和频晶体例如第一和频晶体30。在一实施例中，第二聚焦镜60可以为双凸或平凸的球面透镜、非球面透镜或自聚焦透镜，当然也可以为反射式聚焦镜。在一实施例中，请参阅图2，当第二聚焦镜60是双凸或平凸的球面透镜、非球面透镜或自聚焦透镜时，相对两侧表面(即第二聚焦镜60靠近倍频晶体20一侧的表面及第二聚焦镜60靠近第一和频晶体30一侧的表面)制备基频光增透膜例如第五增透膜61和第六增透膜62。其中第五增透膜61用于接收倍频晶体20输出的倍频光102、第一及第二偏振方向基频光103、104，光束聚焦后的倍频光102、第一及第二偏振方向基频光103、104通过第六增透膜62输出至第一和频晶体30。在一实施例中，第五增透膜61和第六增透膜62均为对1064nm和532nm的增透膜。在一实施例中，当第二聚焦镜60采用反射式聚焦镜时，其反射面用于接收并反射倍频晶体20输出的倍频光102、第一及第二偏振方向基频光103、104，其在反射面制备基频光和倍频光高反射膜。在一实施例中，请参阅图4和图5，图5揭露了本申请一实施例中紫外脉冲激光器100的结构示意图。第二聚焦镜60可以省略。

请参阅图1、图2、图3、图4和图5，和频晶体例如第一和频晶体30用于将倍频光102和第一偏振方向基频光103进行和频转换，并转换为第一紫外光105，并将剩余第一偏振方向基频光103、第二偏振方向基频光104、剩余倍频光102、第一紫外光105输出。剩余第一偏振方向基频光103、第二偏振方向基频光104、剩余倍频光102、第一紫外光105传输至和频晶体例如第二和频晶体40。和频晶体例如第二和频晶体40将第二偏振方向基频光104与剩余倍频光102进行和频频率变换，并变换为第二紫外光106。第一紫外光105、第二紫外光106、剩余基频光101与剩余倍频光102一同输出。

在一实施例中，第一和频晶体30和第二和频晶体40两者中的一个配置为I类相位匹配或周期性极化反转的准相位匹配，第一和频晶体30和第二和频晶体40两者中的另一个配置为II类相位匹配。

在一实施例中，第一和频晶体30和第二和频晶体40二者中的一个配置为II类相位匹配的LBO晶体、II类相位匹配的BiBO晶体或II类相位匹配的BBO(偏硼酸钡)晶体，第一和频晶体和第二和频晶体二者中的另一个配置为I类相位匹配的LBO晶体、I类相位匹配的BiBO晶体、I类相位匹配的BBO晶体或I类相位匹配的CLBO(六硼酸铯锂)晶体，

或，第一和频晶体和第二和频晶体二者中的一个配置为II类相位匹配的LBO晶体、II类相位匹配的BiBO晶体或II类相位匹配的BBO晶体，第一和频晶体和第二和频晶体二者中的另一个配置为周期性极化反转的PPLT(钽酸锂)准相位匹配晶体、周期性极化反转的MgO:PPLT(掺杂了MgO的钽酸锂)准相位匹配晶体、周期性极化反转的PPSLT(周期极化钽酸锂)准相位匹配晶体或周期性极化反转的MgO:sPPLT(氧化镁掺杂的周期极化的钽酸锂)准相位匹配晶体。

在一实施例中，请参阅图2，第一和频晶体30的靠近聚焦镜例如第二聚焦镜60一侧的表面以及靠近第二和频晶体40一侧的表面均设置增透膜例如第七增透膜31、第八增透膜32。第七增透膜31用于接收倍频光102、第一及第二偏振方向基频光103、104，第八增透膜32用于透过倍频光102、第一紫外光105、第二偏振方向基频光104。在一实施例中，请参阅图2，第二和频晶体40靠近第一和频晶体30一侧的表面以及远离第一和频晶体30一侧的表面(即第二和频晶体40输出第一紫外光105及第二紫外光106的一侧)均设置增透膜例如第九增透膜41、第十增透膜42。第九增透膜41用于接收倍频光102、第一紫外光105、第二偏振方向基频光104，第十增透膜42用于透过第一紫外光105及第二紫外光106。在一实施例中，可以省略第八增透膜32，第九增透膜41和第十增透膜42中的全部或任意一个。

在一实施例中，请参阅图3，腔外垂直偏振二次和频的紫外脉冲激光器100可包括基频光脉冲光源10、倍频晶体20、和频晶体(例如第一和频晶体30、第二和频晶体40)及聚焦镜(例如第二聚焦镜60)。其中，基频光脉冲光源10采用波长1064nm的被动调Q的Nd:YAG脉冲全固态激光器，脉冲宽度10ns，重复频率10kHz，平均功率4W。倍频晶体20采用II类相位匹配的KTP晶体，长度10mm，通光孔径是3×3mm²，按θ＝90°，

的角度切割。倍频晶体20靠近基频光脉冲光源10一侧的表面制备1064nm增透膜，靠近第二聚焦镜60一侧的表面制备对1064nm和532nm双波长增透膜。在这里，由于10mm长的倍频晶体20已短于基频光脉冲光源10输出处基频光101的瑞利长度，所以本实施例中省略了图1中的第一聚焦镜50。倍频晶体20近邻放置在基频光脉冲光源10的出光端一侧，第二聚焦镜60是焦距为40mm的平凸镜，第二聚焦镜60用于接收倍频晶体20输出的倍频光102、第一及第二偏振方向基频光103、104一侧的表面设置对1064nm和532nm的增透膜。第二聚焦镜60输出光束聚焦后的倍频光102、第一及第二偏振方向基频光103、104的一侧表面设置对1064nm和532nm的增透膜。该第二聚焦镜60到基频光脉冲光源10出光端的距离为40mm，通过第二聚焦镜60后基频光的束腰位置为40mm左右。第一和频晶体30和第二和频晶体40放置于此束腰位置的两侧，可通过调整第一和频晶体30和第二和频晶体40位置获得和频紫外光输出功率，第一和频晶体30放在第二聚焦镜60与第二和频晶体40之间。请参阅图6，其揭露了本申请一实施例中紫外脉冲激光器100的结构示意图。该第一和频晶体30采用I类相位匹配的LBO晶体，按θ＝90°，

角度切割，其z主轴与倍频晶体20晶体的z主轴垂直放置，长度15mm，通光孔径是3×3mm²，第二和频晶体40采用II类相位匹配的LBO晶体，长度15mm，通光孔径是3×3mm²，按θ＝42.4°，

角度切割，第二和频晶体40的x主轴与第一和频晶体30的z光轴垂直放置。第一和频晶体30在靠近倍频晶体20一侧的表面制备对1064nm和532nm的增透膜，在靠近第二和频晶体40一侧的表面制备对1064nm、532nm和355nm的增透膜。第二和频晶体40在靠近第一和频晶体30一侧的表面以及在远离第一和频晶体30一侧的表面均设置对1064nm、532nm和355nm的增透膜，在一实施例中，第一和频晶体30在靠近第二和频晶体40一侧的表面及第二和频晶体40的两侧表面也可以不设置增透膜。

工作时，请参阅图3和图6，1064nm脉冲基频光101，通过II类相位匹配的倍频晶体20倍频频率变换后，剩余的1064nm基频光101被分解为偏振方向分别为与倍频晶体20的z主轴平行与垂直的两个方向的偏振光(即第一及第二偏振方向基频光103、104)，产生的532nm倍频光102在倍频晶体20的z主轴垂直方向偏振，第一偏振方向基频光103与532nm的倍频光102由第二聚焦镜60聚焦进入I类相位匹配的第一和频晶体30，由于该第一和频晶体30的z主轴与倍频晶体20z主轴垂直放置，原与倍频晶体20的z主轴垂直偏振的1064nm基频光(第一偏振方向基频光103)与532nm倍频光102进入第一和频晶体30时，都与该第一和频晶体30的z主轴平行偏振，满足相位匹配条件，通过I类相位匹配和频频率变换后产生与该第一和频晶体30的z主轴垂直偏振的355nm紫外光(即第一紫外光105)。另一偏振方向的1064nm基频光(即第二偏振方向基频光104)与第一和频晶体30的z光轴垂直，不满足相位匹配条件，直接通过该第一和频晶体30。剩余的1064nm基频光(即第二偏振方向基频光104)、532nm倍频光102与第一和频晶体30产生的第一紫外光105通过II类相位匹配的第二和频晶体40时，偏振方向与第一和频晶体30的z主轴垂直的第二偏振方向基频光104，到II类相位匹配的第二和频晶体40内时与该第二和频晶体40的x主轴平行，532nm倍频光102与该第二和频晶体40x主轴垂直，满足II类相位匹配和频频率变换条件，产生355nm和频紫外光(即第二紫外光106)，并与第一和频晶体30产生的第一紫外光105同时输出。

在一实施例中，请参阅图4，腔外垂直偏振二次和频紫外脉冲激光器100可包括基频光脉冲光源10、倍频晶体20、第一和频晶体30和第二和频晶体40。其中，基频光脉冲光源10采用波长为1064nm的被动调Q的Nd:YAG脉冲全固态激光器，请参阅图7，其揭露了本申请一实施例中紫外脉冲激光器100的结构示意图。倍频晶体20采用II类相位匹配的KTP晶体，倍频晶体20近邻放置在基频光脉冲光源10的出光端一侧，第一和频晶体30也与倍频晶体20近邻放置，第一和频晶体30采用II类相位匹配的LBO晶体，长度15mm，通光孔径是3×3mm²，按θ＝42.4°，

角度切割，其x主轴与倍频晶体20的z主轴平行放置。第二和频晶体40采用I类相位匹配的LBO晶体按θ＝90°，

角度切割，其z主轴与第一和频晶体30的x主轴垂直放置，长度15mm，通光孔径是3×3mm²，按θ＝42.4°，

角度切割。

工作时，1064nm脉冲基频光101，通过II类相位匹配的倍频晶体20倍频后，剩余的1064nm基频光(即第一及第二偏振方向基频光103、104)与532nm倍频光102进入II相位匹配的第一和频晶体30时，由于该第一和频晶体30的x主轴与倍频晶体20z主轴平行放置，与倍频晶体20的z主轴平行偏振的1064nm基频光(即第一偏振方向基频光103)与532nm倍频光102进入II相位匹配第一和频晶体30时偏振方向互相垂直，满足相位匹配条件，和频频率变换后产生与该第一和频晶体30的x主轴平行偏振的355nm紫外光(即第一紫外光105)，另一偏振方向的1064nm基频光(即第二偏振方向基频光104)在第一和频晶体30内不满足相位匹配条件，直接通过该第一和频晶体30。剩余的1064nm基频光(即第二偏振方向基频光104)、532nm倍频光102与第一和频晶体30产生的355nm紫外光(即第一紫外光105)通过I类相位匹配的第二和频晶体40时，偏振方向与第一和频晶体30的x主轴垂直的1064nm基频光(即第二偏振方向基频光104)，到I类相位匹配的第二和频晶体40内时与该第二和频晶体40的z主轴平行，532nm倍频光102也与该第二和频晶体40的z主轴平行，通过I类相位匹配和频频率变换，产生355nm和频紫外光(即第二紫外光106)，与第一和频晶体30产生的紫外光(即第一紫外光105)同时输出。

本发明通过对腔外不同偏振态的偏振方向基频光，分别采用不同相位匹配方式的和频晶体与倍频光腔外垂直偏振二次和频，提高了转换效率。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种紫外脉冲激光器，其特征在于，包括：

基频光脉冲光源，用于发出基频光；

其中，所述紫外脉冲激光器将所述第一紫外光和所述第二紫外光一同输出；

所述第一和频晶体和所述第二和频晶体两者中的一个配置为I类相位匹配或周期性极化反转的准相位匹配，所述第一和频晶体和所述第二和频晶体两者中的另一个配置为II类相位匹配。

2.根据权利要求1所述的紫外脉冲激光器，其特征在于，所述倍频晶体为II类相位匹配的KTP非线性晶体、II类相位匹配的LBO非线性晶体或II类相位匹配的BiBO非线性晶体。

3.根据权利要求1-2任一项所述的紫外脉冲激光器，其特征在于，所述基频光的波长短于1100nm。

4.根据权利要求3所述的紫外脉冲激光器，其特征在于，所述第一和频晶体和所述第二和频晶体二者中的一个配置为II类相位匹配的LBO晶体、II类相位匹配的BiBO晶体或II类相位匹配的BBO晶体，所述第一和频晶体和所述第二和频晶体二者中的另一个配置为I类相位匹配的LBO晶体、I类相位匹配的BiBO晶体、I类相位匹配的BBO晶体或I类相位匹配的CLBO晶体，

5.根据权利要求1所述的紫外脉冲激光器，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求5所述的紫外脉冲激光器，其特征在于，所述聚焦镜为双凸或平凸的球面透镜、非球面透镜或自聚焦透镜或反射式聚焦镜。