CN204167676U - 半导体侧泵浦腔内倍频紫外激光器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种半导体侧泵浦腔内倍频紫外激光器，包括折叠谐振腔、Q开关、半导体侧泵浦模块、和频晶体、波片、倍频晶体，所述折叠谐振腔由前端反射镜、折叠反射镜以及后端反射镜构成，所述Q开关靠近前端反射镜放置，所述半导体侧泵浦模块靠近Q开关放置，倍频晶体靠近后端反射镜放置，波片靠近倍频晶体放置，和频晶体靠近波片放置。本实用新型结构简单、功率高、稳定性高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种激光设备，特别涉及一种半导体侧泵浦腔内倍频紫外激光器。
背景技术
紫外激光器的输出波长短，材料作用力强，分辨率高，聚焦点可小到几个微米数量级，已经在半导体领域，材料精细加工，紫外固化等外固化等领域有了广泛的应用。但由于紫外激光涉及复杂的二次倍频技术以及由此引起的光转换效率问题和稳定性问题，人们利用各种方法和技术来实现紫外激光器。主要采用的技术有：腔外倍频与腔内倍频方式。两种方式各有优缺点：腔外倍频技术稳定性稍好，但转换效率低；腔内倍频刚反之。腔外倍频是将高功率的脉冲红外激光能过一个聚焦系统通过非线性晶体实现频率转换。这种方法要求聚焦点光斑尺寸小，因此晶体比较容易损坏，对晶体镀膜的要求高。需在一定试用时间后进行换位置从而实现晶体的长时间可靠工作。此技术对晶休的控制有非常严格的要求，整个结构比较复杂，这大大增加了激光器成本。腔内倍频方式通过插入一个镀有多波长的镜片或和频晶体一端以布儒斯特角切割将紫外激光导出腔外。传统的倍频晶体的非线性系数小，为了获得高的倍频转化需较长的晶体导致温宽窄及较差的光束质量从而影响了紫外激光器的品质。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种半导体侧泵浦腔内倍频紫外激光器，结构简单、功率高、稳定性高。
本实用新型是这样实现的：一种半导体侧泵浦腔内倍频紫外激光器，包括折叠谐振腔、Q开关、半导体侧泵浦模块、和频晶体、波片、倍频晶体，所述折叠谐振腔由前端反射镜、折叠反射镜以及后端反射镜构成，所述Q开关靠近前端反射镜放置，所述半导体侧泵浦模块靠近Q开关放置，倍频 晶体靠近后端反射镜放置，波片靠近倍频晶体放置，和频晶体靠近波片放置。
进一步的，所述前端反射镜与折叠反射镜之间呈有夹角，所述后端反射镜与折叠反射镜之间呈有夹角，且所述前端反射镜与所述后端反射镜位于折叠反射镜的同侧。
进一步的，所述前端反射镜与折叠反射镜之间的夹角≤8°，所述后端反射镜与折叠反射镜之间的夹角≤8°。
进一步的，所述前端反射镜与折叠反射镜镀1064nm基频光全反膜，所述后端反射镜镀1064nm基频光与532nm倍频光全反膜。
进一步的，所述半导体侧泵浦模块为Nd:YVO4激光晶体或Nd:YAG激光晶体，且所述Nd:YVO4激光晶体或Nd:YAG激光晶体的两端以布儒斯特角切割。
进一步的，所述倍频晶体为MgO:PPSLT晶体，且倍频晶体两端镀1064nm基频光与532nm倍频光增透膜。
进一步的，所述波片相对基频光为全波片、倍频光为1/2波片，实现倍频光从P偏振光转换成S偏振光。
进一步的，所述和频晶体采用LBO晶体II类匹配方式，和频晶体的一端镀1064nm基频光与532nm倍频光增透膜，晶体一端以布儒斯特角切割。
进一步的，所述Q开关为声光Q开关或电光Q开关。
本实用新型具有如下优点：本实用新型的半导体侧泵浦腔内倍频紫外激光器采用折叠谐振腔结构并使用波片，使腔内振荡的P偏振1064nm基频光通过倍频晶体能过准相位匹配的方式产生同偏振方向的532nm倍频光，基频光与倍频光通过波片后，基频光偏振不变，倍频光偏振方向旋转90度成S偏振。P偏振基频光与S偏振倍频光通过和频晶体II类匹配方式产生偏振的355nm紫外激光，355nm紫外激光通过一端以布儒斯特角切割的和频晶体导出腔外。整体结构简单、功率高、稳定性高。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。
图1为本实用新型半导体侧泵浦腔内倍频紫外激光器的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的半导体侧泵浦腔内倍频紫外激光器，包括折叠谐振腔、Q开关2、半导体侧泵浦模块3、和频晶体4、波片5、倍频晶体6，所述折叠谐振腔由前端反射镜11、折叠反射镜12以及后端反射镜13构成，所述Q开关2靠近前端反射镜11放置，所述半导体侧泵浦模块3靠近Q开关2放置，倍频晶体4靠近后端反射镜13放置，波片5靠近倍频晶体6放置，和频晶体4靠近波片5放置。
所述前端反射镜11与折叠反射镜12之间呈有夹角，其中该夹角以≤8°为宜，所述后端反射镜13与折叠反射镜12之间呈有夹角，其中该夹角以≤8°为宜，且所述前端反射镜11与所述后端反射镜13位于折叠反射镜12的同侧。所述前端反射镜11与折叠反射镜12镀1064nm基频光全反膜，所述后端反射镜13镀1064nm基频光与532nm倍频光全反膜。
所述半导体侧泵浦模块3为Nd:YVO4激光晶体或Nd:YAG激光晶体，且所述Nd:YVO4激光晶体或Nd:YAG激光晶体的两端以布儒斯特角切割。布儒斯特角θp＝Arctan(n2/n1),n2和n1为基频光相对于所述激光晶体和空气的折射率。当选用两端以布儒斯特角切割的Nd:YAG激光晶体做为半导体侧泵浦模块3时，Nd:YAG激光晶体的Nd3+浓度为1％，Nd:YAG激光晶体的直径为1.6mm，长度为63.5mm。
所述倍频晶体6为准相位匹配晶体periodically poled structure in nearly-stoichiometric MgO-doped LiTaO3(MgO:PPSLT)晶体，且倍频晶体6两端镀1064nm基频光与532nm倍频光增透膜。倍频晶体6的极化周期为8微米，厚度为1mm，宽为2mm，由于该倍频晶体6大的非线性系数为d33＝13.8pm/v(大于LBO晶体10倍),长度选用2mm，相位匹配最佳温度在40℃左右，工作温宽为10℃。
所述波片5相对基频光为全波片、倍频光为1/2波片，波片放置角度为光轴与P偏振方向成45度，实现倍频光从P偏振光转换成S偏振光。
所述和频晶体4采用LBO晶体，匹配方式为II类匹配方式，和频晶体的一端镀1064nm基频光与532nm倍频光增透膜，晶体一端以布儒斯特角切割，布儒斯特角θp＝Arctan(n2/n1),n2和n1为基频光相对于和频晶体和空气的折射率。
所述Q开关2为声光Q开关或电光Q开关，具体采用声光Q开关还是电光Q开关取决于应用。
另外，本实用新型中的半导体侧泵浦模块可以通过传导水冷方式工作，倍频晶体与合频晶体通过半导体制冷片方式双向精确控温。精度在0.02以内。
本实用新型的半导体侧泵浦腔内倍频紫外激光器的工作原理：采用折叠谐振腔结构并使用波片，使腔内振荡的P偏振1064nm基频光A通过倍频晶体6能过准相位匹配的方式产生同偏振方向的532nm倍频光B，基频光A与倍频光B通过波片5后，基频光A偏振不变，倍频光B偏振方向旋转90度成S偏振。P偏振基频光A与S偏振倍频光B通过和频晶体4的II类匹配方式产生偏振的355nm紫外激光C，355nm紫外激光C通过一端以布儒斯特角切割的和频晶体导出腔外。整体结构简单、功率高、稳定性高。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。
Claims (9)
1.一种半导体侧泵浦腔内倍频紫外激光器，其特征在于：包括折叠谐振腔、Q开关、半导体侧泵浦模块、和频晶体、波片、倍频晶体，所述折叠谐振腔由前端反射镜、折叠反射镜以及后端反射镜构成，所述Q开关靠近前端反射镜放置，所述半导体侧泵浦模块靠近Q开关放置，倍频晶体靠近后端反射镜放置，波片靠近倍频晶体放置，和频晶体靠近波片放置。
2.根据权利要求1所述的半导体侧泵浦腔内倍频紫外激光器，其特征在于：所述前端反射镜与折叠反射镜之间呈有夹角，所述后端反射镜与折叠反射镜之间呈有夹角，且所述前端反射镜与所述后端反射镜位于折叠反射镜的同侧。
3.根据权利要求2所述的半导体侧泵浦腔内倍频紫外激光器，其特征在于：所述前端反射镜与折叠反射镜之间的夹角≤8°，所述后端反射镜与折叠反射镜之间的夹角≤8°。
4.根据权利要求1至3任一项所述的半导体侧泵浦腔内倍频紫外激光器，其特征在于：所述前端反射镜与折叠反射镜镀1064nm基频光全反膜，所述后端反射镜镀1064nm基频光与532nm倍频光全反膜。
5.根据权利要求1所述的半导体侧泵浦腔内倍频紫外激光器，其特征在于：所述半导体侧泵浦模块为Nd:YVO4激光晶体或Nd:YAG激光晶体，且所述Nd:YVO4激光晶体或Nd:YAG激光晶体的两端以布儒斯特角切割。
6.根据权利要求1所述的半导体侧泵浦腔内倍频紫外激光器，其特征在于：所述倍频晶体为MgO:PPSLT晶体，且倍频晶体两端镀1064nm基频光与532nm倍频光增透膜。
7.根据权利要求1所述的半导体侧泵浦腔内倍频紫外激光器，其特征在于：所述波片相对基频光为全波片、倍频光为1/2波片，实现倍频光从P偏振光转换成S偏振光。
8.根据权利要求1所述的半导体侧泵浦腔内倍频紫外激光器，其特征在于：所述和频晶体采用LBO晶体II类匹配方式，和频晶体的一端镀1064nm基频光与532nm倍频光增透膜，晶体一端以布儒斯特角切割。
9.根据权利要求1所述的半导体侧泵浦腔内倍频紫外激光器，其特征在于：所述Q开关为声光Q开关或电光Q开关。
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| CN201420541471.9U CN204167676U (zh) | 2014-09-19 | 2014-09-19 | 半导体侧泵浦腔内倍频紫外激光器 |
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| CN201420541471.9U CN204167676U (zh) | 2014-09-19 | 2014-09-19 | 半导体侧泵浦腔内倍频紫外激光器 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104218440A (zh) * | 2014-09-19 | 2014-12-17 | 福州紫凤光电科技有限公司 | 半导体侧泵浦腔内倍频紫外激光器 |
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| CN104218440A (zh) * | 2014-09-19 | 2014-12-17 | 福州紫凤光电科技有限公司 | 半导体侧泵浦腔内倍频紫外激光器 |
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