CN204633120U - 光纤端面泵浦布儒斯特角腔内选频355nm紫外激光器 - Google Patents
光纤端面泵浦布儒斯特角腔内选频355nm紫外激光器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及光纤端面泵浦布儒斯特角腔内选频355nm紫外激光器。808nm半导体激光器产生泵浦激光并通过808nm导出光纤导入耦合头聚焦;聚焦的808nm泵浦激光通过平凸前反镜进入平凸谐振腔;激发YVO4晶体,产生1064nm激光;1064nm激光在平凸谐振腔内持续激发振荡,产生混合激光,混合激光从三倍频LBO晶体的布儒斯特角出射,分成不同偏转角度的光束,其中355nm激光经基片过滤后进入功率衰减器,调整功率后进入扩束镜,调整光斑直径和发散角后经输出窗口镜输出。非355nm垃圾光经转折棱镜进入垃圾光回收站。本实用新型结构巧妙,设计合理,能恒定激光器内部各模块温度,稳定激光输出功率和光学质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种紫外激光器,具体地说是一种光纤端面泵浦布儒斯特角腔内选频355nm紫外激光器,属于紫外光发生装置技术领域。
背景技术
激光是近代科学技术中的重大发明之一,其中,355nm紫外激光在非金属以及精密加工中的应用价值尤其突出。全球对优质的冷光源激光器的需求日益增加,应用领域不断扩大。获取光束质量优良,频率单一,能长效稳定运行的紫外激光,对精密加工行业和非金属加工行业,意义重大。从激光产业发展和经济效益出发,也是大势所趋。
紫外激光属于短波长,冷光源,加工的效应是通过短波长激光,直接被材料的分子或原子吸收,打断物质的分子链,使其脱落,或改变其分子属性,从而达到切割、蚀刻、打标等不同的加工效果,对所加工材料的热影响极低。不同于长波长激光使材料产生高温,表层物质气化的过程,激光光斑附件的材料,会有较强的热影响。几乎所有材料对紫外激光的吸收率都极高,同红外激光比较,紫外激光除铜材质意外,适合加工的材质更加广泛。355nm紫外激光器,输出波长短,能量集中,激光聚焦光斑极小,聚焦点可以小到几个微米数量级,加之355nm波长热效应小,能在很大程度上降低被加工材料的机械变形和热破坏,在精密材料微加工,紫外固化,光刻等领域有广泛的应用前景。
功率稳定,光学质量高,频率单一的紫外激光器才能将紫外激光的加工优势完全体现出来,品质不佳的紫外激光器大大限制了紫外激光的应用。紫外激光的产生,主要是将波长较长的红外激光,通过倍频晶体的多次非线性转换而获得。由于355nm激光能被包括光学器件在内的几乎所有材料吸收,容易损伤光学器件;非线性晶体的转换效率极易受温度变化影响,造成激光器功率不稳定;加之整个激光器光路内有808nm,1064nm,532nm,355nm等多种波长的激光,如果 355nm波长的激光输出时,掺杂了较多的其他波长激光,会造成激光器加工效果不佳。所以要获得功率稳定,光学质量高,频率纯净的紫外激光,对紫外激光器的光学、热学、电学以及机械等综合设计的要求很高。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足,提供一种光纤端面泵浦布儒斯特角腔内选频355nm紫外激光器,其结构巧妙,设计合理,能够恒定激光器内部各模块的温度,稳定激光的输出功率和光学质量。
按照本实用新型提供的技术方案:光纤端面泵浦布儒斯特角腔内选频355nm紫外激光器,其特征在于:包括固定安装在激光器壳体内的激光电源接口、控制信号航空插头、808nm半导体激光器、Q开关驱动器、808nm导出光纤、后反镜、耦合头、三倍频LBO晶体、平凸前反镜、YVO4晶体、声光Q开关、转折镜、垃圾光回收站、基片、功率衰减器、扩束镜、输出窗口镜、转折棱镜、二倍频LBO晶体和射频信号转接头;所述808nm半导体激光器的电源接入端连接激光电源接口,激光电源接口固定在激光器壳体上,激光电源接口的接入端露出在激光器壳体外;所述控制信号航空插头固定安装在激光器壳体上,控制信号航空插头的接入端露出在激光器壳体外;所述808nm导出光纤一端与808nm半导体激光器的出射端连接,808nm导出光纤另一端连接耦合头,808nm半导体激光器产生的泵浦激光通过808nm导出光纤导入耦合头聚焦,聚焦的808nm泵浦激光通过耦合头出射,进入平凸谐振腔;所述平凸谐振腔主要是由后反镜、三倍频LBO晶体、平凸前反镜、YVO4晶体、声光Q开关、转折镜和二倍频LBO晶体组成,所述平凸前反镜、YVO4晶体、声光Q开关和转折镜沿808nm泵浦激光的出射方向自后向前顺次设置,808nm泵浦激光通过平凸前反镜进入并激发YVO4晶体,产生1064nm激光;1064nm激光经声光Q开关进入转折镜,经转折镜后折反出射,声光Q开关经射频信号转接头与Q开关驱动器电连接;所述三倍频LBO晶体设置在经转折镜折反出射的1064nm激光出射方向的前方,转折镜折反出射的1064nm激光经三倍频LBO晶体折射后出射;所述二倍频LBO晶体和后反镜顺次设置在经三倍频LBO晶体折射射出的1064nm激光出射方向的前方,三倍频LBO晶体出射的1064nm激光经过二倍频LBO晶体后进入后反镜并原路反射,后反镜反射回来的1064nm激光在经过二倍频LBO晶体时,部分被非线性转换成532nm激光;532nm激光和1064nm激光在经过三倍频LBO晶体时,非线性转换成355nm紫外激光;1064nm激光、532nm激光和355nm激光组成的混合激光从三倍频LBO晶体的布儒斯特角出射,该混合激光出射光束按折射率不同分成不同偏转角度的光束;所述基片、功率衰减器和扩束镜自后向前顺次设置在混合激光出射光束中355nm激光的出射路线上,混合激光出射光束中的355nm激光经基片过滤后进入功率衰减器,经功率衰减器调整功率后进入扩束镜,经扩束镜调整光斑直径和发散角后经安装在激光器壳体上的输出窗口镜输出;所述转折棱镜设置在混合激光出射光束中非355nm激光的出射路线上,混合激光出射光束中的非355nm激光经转折棱镜转折后出射,在该出射光出射方向的前方设置有垃圾光回收站,非355nm的激光经转折棱镜折射后进入垃圾光回收站。
作为本实用新型的进一步改进,所述激光器壳体底部对应808nm半导体激光器安装位置的部位设有第一热交换模块槽,激光器壳体底部对应三倍频LBO晶体和二倍频LBO晶体安装位置的部位设有第二热交换模块槽,第二热交换模块槽和第一热交换模块槽内均固定设置有热交换模块。
作为本实用新型的进一步改进,所述808nm半导体激光器下方依次设置有808nm泵浦激光器储热基板和808nm泵浦激光器TEC制冷片,808nm半导体激光器固定在808nm泵浦激光器储热基板上,808nm泵浦激光器储热基板固定在激光器壳体的底面上,808nm泵浦激光器TEC制冷片的顶部与808nm泵浦激光器储热基板的底部接触,808nm泵浦激光器TEC制冷片的底部与第一热交换模块槽内的热交换模块的顶部接触;所述三倍频LBO晶体下方设置有三倍频LBO晶体TEC制冷片,所述二倍频LBO晶体下方设置有二倍频LBO晶体TEC制冷片,三倍频LBO晶体TEC制冷片和二倍频LBO晶体TEC制冷片固定在前腔底部内表面上;三倍频LBO晶体TEC制冷片、二倍频LBO晶体TEC制冷片和808nm泵浦激光器TEC制冷片均与TEC电源控温驱动板电连接,TEC电源控温驱动板与控制信号航空插头电连接,控制信号航空插头给TEC电源控温驱动板提供电源和通信接口;TEC电源控温驱动板通过安装在隔板上的电气过渡端子闭环双向控制二倍频LBO晶体TEC制冷片、三倍频LBO晶体TEC制冷片和808nm泵浦激光器TEC制冷片,保证三倍频LBO晶体、二倍频LBO晶体和808nm半导体激光器工作过程中恒温。
作为本实用新型的进一步改进,所述热交换模块包括水冷块和水冷管道,所述水冷管道的入口端连接入水嘴,水冷管道的出口端连接出水嘴。
作为本实用新型的进一步改进,所述入水嘴和出水嘴均位于激光器壳体尾部。
作为本实用新型的进一步改进,所述激光器壳体内还安装有激光器指示红光发生器,所述激光器指示红光发生器与控制信号航空插头电连接,控制信号航空插头给激光器指示红光发生器提供电源和通信接口;激光器指示红光发生器的红光出射方向朝向紫外激光器的输出端方向,激光器指示红光发生器的出射头上安装指示红光窗口镜,激光器指示红光发生器用于给紫外激光器的输出端提供红光指示。
作为本实用新型的进一步改进,所述激光器壳体的内部空间分割为前腔、后腔和侧腔三部分,前腔与后腔之间设有隔板,前腔、后腔和侧腔的顶面均设有开口,并分别对应配装有前腔腔盖、后腔腔盖和侧腔腔盖;所述808nm半导体激光器和Q开关驱动器固定安装在后腔内;所述激光电源接口、控制信号航空插头固定安装在后腔的后端侧壁上;所述电气过渡端子、激光器指示红光发生器、耦合头和射频信号转接头固定安装在隔板上,电气过渡端子、激光器指示红光发生器和射频信号转接头的两端分别位于前腔和后腔内,耦合头的入射端位于后腔内,耦合头的出射端位于前腔内;所述后反镜、三倍频LBO晶体、平凸前反镜、YVO4晶体、声光Q开关、转折镜、垃圾光回收站、基片、功率衰减器、扩束镜、转折棱镜和二倍频LBO晶体固定安装在前腔内;所述输出窗口镜设置在前腔的前端侧壁上;所述TEC电源控温驱动板固定安装在侧腔内。
作为本实用新型的进一步改进,所述第一热交换模块槽设置在后腔底部内表面上,所述第二热交换模块槽设置在前腔底部外表面上,第二热交换模块槽配装有热交换模块槽盖板。
作为本实用新型的进一步改进,所述前腔内设有干燥剂隔离板,干燥剂隔离板内用于放入干燥剂,以保证前腔内部干燥。
作为本实用新型的进一步改进,所述激光器壳体底部设有防扭力地脚。
本实用新型与现有技术相比,具有如下优点:
(1)、本实用新型的基频光路采用半导体光纤耦合端面泵浦结构,相对于灯泵和侧面泵浦方式来说,电光效率更高,光学模式更好,光斑质量更高。
(2)、本实用新型采用优化的腔内倍频光路设计,提高系统的电光转换效率。
(3)、本实用新型采用折叠光路,确保谐振腔光路长度,保证激光器光束质量,稳定性,同时缩小激光器整机体积。
(4)、本实用新型采用LBO晶体直接布儒斯特角分光,确保单一频率激光输出,同时降低光学器件镀膜的阈值要求,提高整机的稳定性和使用寿命。
(5)、本实用新型中的各光学模块和电学模块均有独立智能温控,一体化设计,并且预留有振镜或聚焦系统的安装孔位,使应用更简化、安全,运输更方便。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图。
图2为图1的仰视局剖视图。
附图标记说明:1-激光电源接口、2-控制信号航空插头、3-入水嘴、4-出水嘴、5-808nm半导体激光器、6-Q开关驱动器、7-电气过渡端子、8-激光器指示红光发生器、9-808nm导出光纤、10-后反镜、11-耦合头、12-三倍频LBO晶体、13-平凸前反镜、14-YVO4晶体、15-声光Q开关、16-防扭力地脚、17-转折镜、18-垃圾光回收站、19-基片、20-功率衰减器、21-扩束镜、22-输出窗口镜、23-侧腔、24-转折棱镜、25-干燥剂隔离板、26-三倍频LBO晶体TEC制冷片、27-二倍频LBO晶体、28-二倍频LBO晶体TEC制冷片、29-指示红光窗口镜、30-射频信号转接头、31-808nm泵浦激光器储热基板、32-热交换模块、33-808nm泵浦激光器TEC制冷片、34-后腔、35-后腔腔盖、36-前腔、37-前腔腔盖、38-第二热交换模块槽盖板、39-TEC电源控温驱动板、40-侧腔腔盖、41-激光器壳体、42-第一热交换模块槽、43-第二热交换模块槽。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
如图所示:实施例中的光纤端面泵浦布儒斯特角腔内选频355nm紫外激光器主要是由安装在激光器壳体(41)内的激光电源接口(1)、控制信号航空插头(2)、入水嘴(3)、出水嘴(4)、808nm半导体激光器(5)、Q开关驱动器(6)、电气过渡端子(7)、激光器指示红光发生器(8)、808nm导出光纤(9)、后反镜(10)、耦合头(11)、三倍频LBO晶体(12)、平凸前反镜(13)、YVO4晶体(14)、声光Q开关(15)、防扭力地脚(16)、转折镜(17)、垃圾光回收站(18)、基片(19)、功率衰减器(20)、扩束镜(21)、输出窗口镜(22)、转折棱镜(24)、干燥剂隔离板(25)、三倍频LBO晶体TEC制冷片(26)、二倍频LBO晶体(27)、二倍频LBO晶体TEC制冷片(28)、指示红光窗口镜(29)、射频信号转接头(30)、808nm泵浦激光器储热基板(31)、热交换模块(32)、808nm泵浦激光器TEC制冷片(33)、后腔腔盖(35)、前腔腔盖(37)、第二热交换模块槽盖板(38)、TEC电源控温驱动板(39)和侧腔腔盖(40)和激光器壳体(41)等零部件组成。
如图1、图2所示,本实用新型实施例中,所述激光器壳体(41)的内部空间分割为前腔(36)、后腔(34)和侧腔(23)三部分,前腔(36)与后腔(34)之间设有隔板,前腔(36)、后腔(34)和侧腔(23)的顶面均设有开口,并分别对应配装有前腔腔盖(37)、后腔腔盖(35)和侧腔腔盖(40),前腔腔盖(37)、后腔腔盖(35)和侧腔腔盖(40)均配有密封胶圈。这样,激光器壳体(41)内就形成了真空防尘、防湿的环境,其中前腔(36)有七个面,其中的六个面整体机械加工成型,前腔(36)内设有干燥剂隔离板(25),干燥剂隔离板(25)内用于放入干燥剂,以保证前腔(36)内部干燥。激光器壳体(41)设有三个用于支持和固定激光器的防扭力地脚(16),以防止激光器壳体(41)变形。
如图1、图2所示,所述808nm半导体激光器(5)和Q开关驱动器(6)固定安装在后腔(34)内,808nm半导体激光器(5)的电源接入端连接激光电源接口(1),激光电源接口(1)固定在后腔(34)的后端侧壁上,激光电源接口(1)的接入端露出在激光器壳体(41)外;所述控制信号航空插头(2)固定安装在后腔(34)的后端侧壁上,控制信号航空插头(2)的接入端露出在激光器壳体(41)外。
如图1、图2所示,所述808nm导出光纤(9)一端与808nm半导体激光器(5)的出射端连接,808nm导出光纤(9)另一端连接耦合头(11),耦合头(11)固定安装在隔板上,耦合头(11)的入射端位于后腔(34)内,耦合头(11)的出射端位于前腔(36)内;808nm半导体激光器(5)产生的泵浦激光通过808nm导出光纤(9)导入耦合头(11)聚焦,聚焦的808nm泵浦激光通过耦合头(11)出射,进入平凸谐振腔。
如图1、图2所示,所述平凸谐振腔主要是由后反镜(10)、三倍频LBO晶体(12)、平凸前反镜(13)、YVO4晶体(14)、声光Q开关(15)、转折镜(17)和二倍频LBO晶体(27)组成,平凸谐振腔中的各部件均固定安装在前腔(36)内;所述平凸前反镜(13)、YVO4晶体(14)、声光Q开关(15)和转折镜(17)沿808nm泵浦激光的出射方向自后向前顺次设置,808nm泵浦激光通过平凸前反镜(13)进入并激发YVO4晶体(14),产生1064nm激光;1064nm激光经声光Q开关(15)进入转折镜(17),经转折镜(17)后折反出射,声光Q开关(15)经射频信号转接头(30)与Q开关驱动器(6)电连接,射频信号转接头(30)固定安装在隔板上,射频信号转接头(30)的两端分别位于前腔(36)和后腔(34)内;所述三倍频LBO晶体(12)设置在经转折镜(17)折反出射的1064nm激光出射方向的前方,转折镜(17)折反出射的1064nm激光经三倍频LBO晶体(12)折射后出射;所述二倍频LBO晶体(27)和后反镜(10)顺次设置在经三倍频LBO晶体(12)折射射出的1064nm激光出射方向的前方,三倍频LBO晶体(12)出射的1064nm激光经过二倍频LBO晶体(27)后进入后反镜(10)并原路反射,后反镜(10)反射回来的1064nm激光在经过二倍频LBO晶体(27)时,部分被非线性转换成532nm激光;532nm激光和1064nm激光在经过三倍频LBO晶体(12)时,非线性转换成355nm紫外激光;1064nm激光、532nm激光和355nm激光组成的混合激光从三倍频LBO晶体(12)的布儒斯特角出射,由于混合激光中各波长激光的折射率不同,经三倍频LBO晶体(12)后的混合激光出射光束会按折射率不同分成不同偏转角度的光束。
如图1、图2所示,所述基片(19)、功率衰减器(20)和扩束镜(21)自后向前顺次设置在混合激光出射光束中355nm激光的出射路线上,混合激光出射光束中的355nm激光经基片(19)过滤后进入功率衰减器(20),经功率衰减器(20)调整功率后进入扩束镜(21),经扩束镜(21)调整光斑直径和发散角后经安装在激光器壳体(41)上的输出窗口镜(22)输出;所述转折棱镜(24)设置在混合激光出射光束中非355nm激光的出射路线上,混合激光出射光束中的非355nm激光经转折棱镜(24)转折后出射,在该出射光出射方向的前方设置有垃圾光回收站(18),非355nm的激光经转折棱镜(24)折射后进入垃圾光回收站(18)。本实用新型实施例中,所述垃圾光回收站(18)、基片(19)、功率衰减器(20)、扩束镜(21)、转折棱镜(24)固定安装在前腔(36)内;所述输出窗口镜(22)设置在前腔(36)的前端侧壁上。
如图1、图2所示,所述激光器壳体(41)底部对应808nm半导体激光器(5)安装位置的部位设有第一热交换模块槽(42),激光器壳体(41)底部对应三倍频LBO晶体(12)和二倍频LBO晶体(27)安装位置的部位设有第二热交换模块槽(43),第二热交换模块槽(43)和第一热交换模块槽(42)内均固定设置有热交换模块(32)。本实用新型实施例中,所述第一热交换模块槽(42)设置在后腔(34)底部内表面上,所述第二热交换模块槽(43)设置在前腔(36)底部外表面上,第二热交换模块槽(43)配装有第二热交换模块槽盖板(38)。所述热交换模块(32)可以采用现有技术中的常规产品,实施例提供了一种主要由水冷块和水冷管道组成的热交换模块(32),所述水冷管道的入口端连接入水嘴(3),水冷管道的出口端连接出水嘴(4),入水嘴(3)和出水嘴(4)均位于激光器壳体(41)尾部。工作时,循环水从入水嘴(3)送入各热交换模块槽中的热交换模块(32),用于给激光器壳体(41)、光学模块和电学模块控温,确保光学模块和电学模块正常稳定工作,稳定长效输出高品质紫外激光,循环水最终从出水嘴(4)输出。
如图1、图2所示,所述808nm半导体激光器(5)下方依次设置有808nm泵浦激光器储热基板(31)和808nm泵浦激光器TEC制冷片(33),808nm半导体激光器(5)用螺钉固定在808nm泵浦激光器储热基板(31)上,808nm泵浦激光器储热基板(31)用螺钉固定在激光器壳体(41)的底面上,808nm泵浦激光器TEC制冷片(33)的顶部与808nm泵浦激光器储热基板(31)的底部接触,808nm泵浦激光器TEC制冷片(33)的底部与第一热交换模块槽(42)内的热交换模块(32)的顶部接触;所述三倍频LBO晶体(12)下方设置有三倍频LBO晶体TEC制冷片(26),所述二倍频LBO晶体(27)下方设置有二倍频LBO晶体TEC制冷片(28),三倍频LBO晶体TEC制冷片(26)和二倍频LBO晶体TEC制冷片(28)用螺钉固定在前腔(36)底部内表面上;三倍频LBO晶体TEC制冷片(26)、二倍频LBO晶体TEC制冷片(28)和808nm泵浦激光器TEC制冷片(33)均与TEC电源控温驱动板(39)电连接,TEC电源控温驱动板(39)用螺钉固定安装在侧腔(23)内,TEC电源控温驱动板(39)与控制信号航空插头(2)电连接,控制信号航空插头(2)给TEC电源控温驱动板(39)提供电源和通信接口;TEC电源控温驱动板(39)通过电气过渡端子(7)闭环双向控制二倍频LBO晶体TEC制冷片(28)、三倍频LBO晶体TEC制冷片(26)和808nm泵浦激光器TEC制冷片(33),保证三倍频LBO晶体(12)、二倍频LBO晶体(27)和808nm半导体激光器(5)工作过程中恒温,所述电气过渡端子(7)固定安装在隔板上,电气过渡端子(7)两端分别位于前腔(36)和后腔(34)内。
如图1所示,所述激光器壳体(41)内还安装有激光器指示红光发生器(8),图示实施例中的激光器指示红光发生器(8)安装在隔板上,激光器指示红光发生器(8)两端分别位于前腔(36)和后腔(34)内;激光器指示红光发生器(8)与控制信号航空插头(2)电连接,控制信号航空插头(2)给激光器指示红光发生器(8)提供电源和通信接口;激光器指示红光发生器(8)的红光出射方向朝向前腔(36)的紫外激光器的输出端方向,激光器指示红光发生器(8)的出射头上安装指示红光窗口镜(29),激光器指示红光发生器(8)用于给紫外激光器的输出端提供红光指示。
本实用新型的工作过程及工作原理如下:
激光电源通过激光电源接口(1)给808nm半导体激光器(5)提供电源;808nm半导体激光器(5)产生的泵浦激光通过808nm导出光纤(9)导入耦合头(11)进行聚焦;聚焦的808nm泵浦激光通过平凸前反镜(13),进入平凸谐振腔;激发YVO4晶体(14),产生1064nm激光;1064nm激光在由平凸前反镜(13)、YVO4晶体(14)、声光Q开关(15)、转折镜(17)、三倍频LBO晶体(12)、二倍频LBO晶体(27)、后反镜(10)组成的平凸谐振腔内持续激发振荡,通过控制声光Q开关(15)的频率和脉宽、在腔内产生峰值较高、质量优良的1064nm激光;后反镜(10)反射回来的1064nm激光在经过二倍频LBO晶体(27)时,部分被非线性转换成532nm激光;532nm激光和1064nm激光经过三倍频LBO晶体(12)时,非线性转换成355nm激光;1064nm激光、532nm激光和355nm激光由左至右从三倍频LBO晶体(12)的布儒斯特角出射,由于折射率不同,会被分成不同偏转角度的光束,其中355nm激光经基片(19)过滤后进入功率衰减器(20),非355nm的垃圾光经转折棱镜(24)进入垃圾光回收站(18);355nm紫外激光经功率衰减器(20)调整功率后,进入扩束镜(21)调整光斑直径和发散角后经输出窗口镜(22)输出。
Claims (10)
1.光纤端面泵浦布儒斯特角腔内选频355nm紫外激光器,其特征在于:包括固定安装在激光器壳体(41)内的激光电源接口(1)、控制信号航空插头(2)、808nm半导体激光器(5)、Q开关驱动器(6)、808nm导出光纤(9)、后反镜(10)、耦合头(11)、三倍频LBO晶体(12)、平凸前反镜(13)、YVO4晶体(14)、声光Q开关(15)、转折镜(17)、垃圾光回收站(18)、基片(19)、功率衰减器(20)、扩束镜(21)、输出窗口镜(22)、转折棱镜(24)、二倍频LBO晶体(27)和射频信号转接头(30);所述808nm半导体激光器(5)的电源接入端连接激光电源接口(1),激光电源接口(1)固定在激光器壳体(41)上,激光电源接口(1)的接入端露出在激光器壳体(41)外;所述控制信号航空插头(2)固定安装在激光器壳体(41)上,控制信号航空插头(2)的接入端露出在激光器壳体(41)外;所述808nm导出光纤(9)一端与808nm半导体激光器(5)的出射端连接,808nm导出光纤(9)另一端连接耦合头(11),808nm半导体激光器(5)产生的泵浦激光通过808nm导出光纤(9)导入耦合头(11)聚焦,聚焦的808nm泵浦激光通过耦合头(11)出射,进入平凸谐振腔;所述平凸谐振腔主要是由后反镜(10)、三倍频LBO晶体(12)、平凸前反镜(13)、YVO4晶体(14)、声光Q开关(15)、转折镜(17)和二倍频LBO晶体(27)组成,所述平凸前反镜(13)、YVO4晶体(14)、声光Q开关(15)和转折镜(17)沿808nm泵浦激光的出射方向自后向前顺次设置,808nm泵浦激光通过平凸前反镜(13)进入并激发YVO4晶体(14),产生1064nm激光;1064nm激光经声光Q开关(15)进入转折镜(17),经转折镜(17)后折反出射,声光Q开关(15)经射频信号转接头(30)与Q开关驱动器(6)电连接;所述三倍频LBO晶体(12)设置在经转折镜(17)折反出射的1064nm激光出射方向的前方,转折镜(17)折反出射的1064nm激光经三倍频LBO晶体(12)折射后出射;所述二倍频LBO晶体(27)和后反镜(10)顺次设置在经三倍频LBO晶体(12)折射射出的1064nm激光出射方向的前方,三倍频LBO晶体(12)出射的1064nm激光经过二倍频LBO晶体(27)后进入后反镜(10)并原路反射,后反镜(10)反射回来的1064nm激光在经过二倍频LBO晶体(27)时,部分被非线性转换成532nm激光;532nm激光和1064nm激光在经过三倍频LBO晶体(12)时,非线性转换成355nm紫外激光;1064nm激光、532nm激光和355nm激光组成的混合激光从三倍频LBO晶体(12)的布儒斯特角出射,该混合激光出射光束按折射率不同分成不同偏转角度的光束;所述基片(19)、功率衰减器(20)和扩束镜(21)自后向前顺次设置在混合激光出射光束中355nm激光的出射路线上,混合激光出射光束中的355nm激光经基片(19)过滤后进入功率衰减器(20),经功率衰减器(20)调整功率后进入扩束镜(21),经扩束镜(21)调整光斑直径和发散角后经安装在激光器壳体(41)上的输出窗口镜(22)输出;所述转折棱镜(24)设置在混合激光出射光束中非355nm激光的出射路线上,混合激光出射光束中的非355nm激光经转折棱镜(24)转折后出射,在该出射光出射方向的前方设置有垃圾光回收站(18),非355nm的激光经转折棱镜(24)折射后进入垃圾光回收站(18)。
2.如权利要求1所述的光纤端面泵浦布儒斯特角腔内选频355nm紫外激光器,其特征在于:所述激光器壳体(41)底部对应808nm半导体激光器(5)安装位置的部位设有第一热交换模块槽(42),激光器壳体(41)底部对应三倍频LBO晶体(12)和二倍频LBO晶体(27)安装位置的部位设有第二热交换模块槽(43),第二热交换模块槽(43)和第一热交换模块槽(42)内均固定设置有热交换模块(32)。
3.如权利要求2所述的光纤端面泵浦布儒斯特角腔内选频355nm紫外激光器,其特征在于:所述808nm半导体激光器(5)下方依次设置有808nm泵浦激光器储热基板(31)和808nm泵浦激光器TEC制冷片(33),808nm半导体激光器(5)固定在808nm泵浦激光器储热基板(31)上,808nm泵浦激光器储热基板(31)固定在激光器壳体(41)的底面上,808nm泵浦激光器TEC制冷片(33)的顶部与808nm泵浦激光器储热基板(31)的底部接触,808nm泵浦激光器TEC制冷片(33)的底部与第一热交换模块槽(42)内的热交换模块(32)的顶部接触;所述三倍频LBO晶体(12)下方设置有三倍频LBO晶体TEC制冷片(26),所述二倍频LBO晶体(27)下方设置有二倍频LBO晶体TEC制冷片(28),三倍频LBO晶体TEC制冷片(26)和二倍频LBO晶体TEC制冷片(28)固定在前腔(36)底部内表面上;三倍频LBO晶体TEC制冷片(26)、二倍频LBO晶体TEC制冷片(28)和808nm泵浦激光器TEC制冷片(33)均与TEC电源控温驱动板(39)电连接,TEC电源控温驱动板(39)与控制信号航空插头(2)电连接,控制信号航空插头(2)给TEC电源控温驱动板(39)提供电源和通信接口;TEC电源控温驱动板(39)通过安装在隔板上的电气过渡端子(7)闭环双向控制二倍频LBO晶体TEC制冷片(28)、三倍频LBO晶体TEC制冷片(26)和808nm泵浦激光器TEC制冷片(33),保证三倍频LBO晶体(12)、二倍频LBO晶体(27)和808nm半导体激光器(5)工作过程中恒温。
4.如权利要求2所述的光纤端面泵浦布儒斯特角腔内选频355nm紫外激光器,其特征在于:所述热交换模块(32)包括水冷块和水冷管道,所述水冷管道的入口端连接入水嘴(3),水冷管道的出口端连接出水嘴(4)。
5.如权利要求4所述的光纤端面泵浦布儒斯特角腔内选频355nm紫外激光器,其特征在于:所述入水嘴(3)和出水嘴(4)均位于激光器壳体(41)尾部。
6.如权利要求3所述的光纤端面泵浦布儒斯特角腔内选频355nm紫外激光器,其特征在于:所述激光器壳体(41)内还安装有激光器指示红光发生器(8),所述激光器指示红光发生器(8)与控制信号航空插头(2)电连接,控制信号航空插头(2)给激光器指示红光发生器(8)提供电源和通信接口;激光器指示红光发生器(8)的红光出射方向朝向紫外激光器的输出端方向,激光器指示红光发生器(8)的出射头上安装指示红光窗口镜(29),激光器指示红光发生器(8)用于给紫外激光器的输出端提供红光指示。
7.如权利要求6所述的光纤端面泵浦布儒斯特角腔内选频355nm紫外激光器,其特征在于:所述激光器壳体(41)的内部空间分割为前腔(36)、后腔(34)和侧腔(23)三部分,前腔(36)与后腔(34)之间设有隔板,前腔(36)、后腔(34)和侧腔(23)的顶面均设有开口,并分别对应配装有前腔腔盖(37)、后腔腔盖(35)和侧腔腔盖(40);所述808nm半导体激光器(5)和Q开关驱动器(6)固定安装在后腔(34)内;所述激光电源接口(1)、控制信号航空插头(2)固定安装在后腔(34)的后端侧壁上;所述电气过渡端子(7)、激光器指示红光发生器(8)、耦合头(11)和射频信号转接头(30)固定安装在隔板上,电气过渡端子(7)、激光器指示红光发生器(8)和射频信号转接头(30)的两端分别位于前腔(36)和后腔(34)内,耦合头(11)的入射端位于后腔(34)内,耦合头(11)的出射端位于前腔(36)内;所述后反镜(10)、三倍频LBO晶体(12)、平凸前反镜(13)、YVO4晶体(14)、声光Q开关(15)、转折镜(17)、垃圾光回收站(18)、基片(19)、功率衰减器(20)、扩束镜(21)、转折棱镜(24)和二倍频LBO晶体(27)固定安装在前腔(36)内;所述输出窗口镜(22)设置在前腔(36)的前端侧壁上;所述TEC电源控温驱动板(39)固定安装在侧腔(23)内。
8.如权利要求2所述的光纤端面泵浦布儒斯特角腔内选频355nm紫外激光器,其特征在于:所述第一热交换模块槽(42)设置在后腔(34)底部内表面上,所述第二热交换模块槽(43)设置在前腔(36)底部外表面上,第二热交换模块槽(43)配装有第二热交换模块槽盖板(38)。
9.如权利要求7所述的光纤端面泵浦布儒斯特角腔内选频355nm紫外激光器,其特征在于:所述前腔(36)内设有干燥剂隔离板(25),干燥剂隔离板(25)内用于放入干燥剂,以保证前腔(36)内部干燥。
10.如权利要求1所述的光纤端面泵浦布儒斯特角腔内选频355nm紫外激光器,其特征在于:所述激光器壳体(41)底部设有防扭力地脚(16)。
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