CN208753721U - 一种紫外激光转换器及光纤紫外激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及激光设备领域，公开了一种紫外激光转换器，包括透镜、第一倍频晶体、第二倍频晶体、棱镜、反射镜。光纤紫外激光器包括光纤激光器、透镜、第一倍频晶体、第二倍频晶体、棱镜、反射镜。本实用新型具有以下优点和效果：光纤紫外激光器通过将光纤激光器输出的1064nm光转换为355nm的光，输出的紫外激光稳定性好。紫外激光转换器与1064nm的激光打标机相连后，激光打标机输出的1064nm的激光耦合到透镜上，经过第一倍频晶体、第二倍频晶体、棱镜分束、反射镜反射后，将1064nm的光转换为355nm的光，使激光打标机不仅能输出1064nm的光，与紫外激光转换器相连后还能输出稳定的355nm激光，结构简单，安装方便快捷，节省成本。

Description

一种紫外激光转换器及光纤紫外激光器

技术领域

本实用新型涉及激光设备领域，特别涉及一种紫外激光转换器及光纤紫外激光器。

背景技术

紫外激光器主要应用于先进研究、开发和工业制造装备，同时广泛应用于生物技术和医疗设备、需要紫外光纤辐射的消毒设备。传统的紫外激光器结构复杂，基本采用光学镜片、Nd:YAG晶体等光学部件进行组合、光学振荡生成的激光，调整难度大，对于光路组成件精密度要求高，且光学机械在温差大的环境中很容易变形，从而使激光飘漂移，如传统的端面泵浦355nm紫外激光器，输出的紫外激光稳定性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种紫外激光转换器，具有与1046nm的激光打标机相连后输出稳定的355nm的紫外激光的效果。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种紫外激光转换器，包括透镜、第一倍频晶体、第二倍频晶体、棱镜、反射镜，第一倍频晶体为二倍频晶体，第二倍频晶体为三倍频晶体。

通过采用上述技术方案，紫外激光转换器工作时，YAG灯泵浦激光打标机、半导体侧泵激光打标机、端面泵浦激光打标机、光纤激光打标机等激光设备提供1064nm的光，1064nm的光耦合到透镜后，依次经过第一倍频晶体、第二倍频晶体，倍频晶体是一种用于倍频效应的非线性光学晶体，第一倍频晶体为二倍频晶体，用于将1064nm的光转换为532nm的光。通过第一倍频晶体的光再通过第二倍频晶体，第二倍频晶体为三倍频晶体，用于将通过第二倍频晶体的光转换为355nm的光，通过第二倍频晶体的光通过棱镜分束，棱镜将光分为1064nm的光束、532nm的光束、355nm的光束，355nm的光束通过反射镜反射后输出。紫外激光器通过与1064nm的激光打标机相连，输出稳定的355nm的紫外激光，能将激光打标机其变为紫外激光打标机，结构简单，安装方便快捷。

本实用新型的进一步设置为：第一倍频晶体靠近透镜的一侧镀有1064nm的AR膜，另一侧镀有1064nm的AR膜和532nm的AR膜；第二倍频晶体靠近第一倍频晶体的一侧镀有1064nm的AR膜和532nm的AR膜，另一侧镀有355nm的AR膜。

通过采用上述技术方案，AR膜也叫增透膜，用于减少光的反射，增加光的透过率。第一倍频晶体和第二倍频晶体上镀AR膜，起到增加透光率的作用。

本实用新型的进一步设置为：所述第一倍频晶体和所述第二倍频晶体材质均为LBO。

通过采用上述技术方案，LBO即三硼酸锂晶体，是一种性能优良的非线性光学晶体，具有紫外透光性好，化学性能稳定，机械硬度高。

本实用新型的进一步设置为：透镜镀有1064nm的AR膜。

通过采用上述技术方案，透镜上镀有1064nm的AR膜，光透过透镜时，减少光的反射，增加光的透过率。

本实用新型的进一步设置为：还包括镀有1064nm的AR膜的第一保护镜，所述透镜位于第一保护镜和第一倍频晶体之间。

通过采用上述技术方案，透镜位于第一保护镜和第一倍频晶体之间，第一保护镜用于保护透镜。

本实用新型的进一步设置为：所述反射镜镀有355nm的高反射膜，所述紫外激光转换器还包括供所述反射镜反射出的光通过的第二保护镜，所述第二保护镜镀有355nm的AR膜。

通过采用上述技术方案，反射镜上镀有高反射膜，用于提高光的反射。

本实用新型的进一步设置为：还包括供第一倍频晶体放置的第一紫铜热沉、用于控制所述第一紫铜热沉温度的第一半导体制冷器、供第二倍频晶体放置的第二紫铜热沉、用于控制所述第二紫铜热沉温度的第二半导体制冷器，所述第一倍频晶体外壁、第二倍频晶体外壁均包覆有铟片。

通过采用上述技术方案，热沉是工业上用于冷却的装置，半导体制冷器英文缩写为TEC，能应用于激光设备内的温控。第一倍频晶体放置于第一紫铜热沉中，第二倍频晶体放置于第二紫铜热沉中，第一半导体制冷器用于控制第一紫铜热沉及第一倍频晶体的温度，第二半导体制冷器用于控制第二紫铜热沉及第二倍频晶体的温度，精确控温，提高光质量和稳定性。

本实用新型的另一个目的在于提供一种光纤紫外激光器，包括光纤激光器、透镜、第一倍频晶体、第二倍频晶体、棱镜、反射镜，第一倍频晶体为二倍频晶体，第二倍频晶体为三倍频晶体。

通过采用上述技术方案，光纤激光器输出的1064nm的光束耦合到透镜，依次经过第一倍频晶体、第二倍频晶体、棱镜、反射镜后输出，第一倍频晶体为二倍频晶体，用于将1064nm的光转换为532nm的光。第二倍频晶体为三倍频晶体，用于将通过第二倍频晶体的光转换为355nm的光，通过棱镜分束，分出的355nm的光射到反射镜上，经过反射后输出，得到稳定的355nm的紫外激光。相比于传统的紫外激光器，光纤紫外激光器通过利用光纤激光器输出的1064nm的激光，转换为355nm的激光，输出的紫外激光稳定性高。

本实用新型的进一步设置为：第一倍频晶体靠近透镜的一侧镀有1064nm的AR膜，另一侧镀有1064nm的AR膜和532nm的AR膜；第二倍频晶体靠近第一倍频晶体的一侧镀有1064nm的AR膜和532nm的AR膜，另一侧镀有355nm的AR膜。

本实用新型的进一步设置为：还包括准直镜，所述准直镜供所述反射镜反射出的光线通过。

通过采用上述技术方案，反射镜反射出的激光通过准直镜，进行准直。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：紫外激光转换器与1064nm的激光打标机相连后，激光打标机输出的1064nm的激光耦合到透镜上，经过第一倍频晶体、第二倍频晶体、棱镜分束、反射镜反射后，将1064nm的光转换为355nm的光，使激光打标机不仅能输出1064nm的光，与紫外激光转换器相连后还能输出稳定的355nm激光，结构简单，安装方便快捷，节省激光设备成本。光纤紫外激光器通过光纤激光器输出1064nm的光，经过透镜、第一倍频晶体、第二倍频晶体、棱镜分束、反射镜反射后，输出稳定的355nm的激光。

附图说明

图1是实施例1的紫外激光转换器的原理图；

图2是实施例1的紫外激光转换器的结构示意图；

图3是实施例1的座体、端座、外壳的结构示意图；

图4是实施例1的端座、进气通孔的位置关系示意图；

图5是实施例2的1064nm光转换为355nm光的原理图。

附图标记：1、机座；11、第一保护镜；12、透镜；13、第一倍频晶体；14、第二倍频晶体；15、棱镜；16、反射镜；17、第二保护镜；18、第一紫铜热沉；19、第二紫铜热沉；2、准直镜；3、座体；31、散热翅片；4、外壳；5、端座；51、安装槽；52、进气通孔。

具体实施方式

实施例1：一种紫外激光转换器，如图1、图2所示，包括机座1，机座1上依次固定有第一保护镜11、透镜12、第一倍频晶体13、第二倍频晶体14、棱镜15、反射镜16和第二保护镜17。第一保护镜11上镀有1064nm的AR膜，透镜12上镀有1064nm的AR膜。第一倍频晶体13为二倍频晶体，材质为LBO，第一倍频晶体13靠近透镜12的一侧镀有1064nm的AR膜，另一侧镀有1064nm的AR膜和532nm的AR膜。第二倍频晶体14为三倍频晶体，材质为LBO。第二倍频晶体14靠近第一倍频晶体13的一侧镀有1064nm的AR膜和532nm的AR膜，另一侧镀有355的AR膜。棱镜15为三棱镜15，用于将光进行分束。反射镜16镀有355nm的高反射膜。

如图2所示，机座1上固定有第一紫铜热沉18、用于控制第一紫铜热沉18温度的第一半导体制冷器（图中未示出），第一倍频晶体13放置于第一紫铜热沉18中，且第一倍频晶体13外壁包覆有铟片（图中未示出）。机座1上固定有第二紫铜热沉19、用于控制第二紫铜热沉19温度的第二半导体制冷器（图中未示出），第二倍频晶体14放置于第二紫铜热沉19中，且第二倍频晶体14外壁包覆有铟片（图中未示出）。紫外激光转换器通过第一半导体制冷器（图中未示出）控制第一紫铜热沉18及第一倍频晶体13温度，通过第二半导体制冷器（图中未示出）控制第二紫铜热沉19及第二倍频晶体14温度，起到保持激光的光质量和稳定性。

如图3、图4所示，机座1包括座体3、扣合在座体3上的外壳4、位于座体3一端的端座5，端座5和外壳4均通过螺钉固定在座体3上。座体3底部设置有多条散热翅片31，散热翅片31沿座体3长度方向设置，散热翅片31之间形成散热间隙（图中未示出）。端座5靠近座体3的端面设有安装槽51，安装槽51对准散热间隙（图中未示出）。安装槽51内固定有散热风扇（图中未示出），安装槽51内壁设置有贯穿端座5的进气通孔52。散热风扇通电后工作时，机座1外的空气从进气通孔52进入到安装槽51内，再流动到散热间隙（图中未示出）内，形成气流，提高机座1的散热性能。

紫外激光转换器工作时，将其与1064nm的激光打标机相连，激光打标机输出的1064nm的激光通过第一保护镜11、透镜12后进入第一倍频晶体13，第一倍频晶体13将1064nm的光转换成532nm的光。通过第一倍频晶体13后的光再通过第二倍频晶体14，第二倍频晶体14将1064nm的光转换成355nm的光，通过第二倍频晶体14的光经过棱镜15分束，其中355nm的光束通过反射镜16反射后，通过第二保护镜17后输出，使得1064nm的激光不仅能输出1064nm的光，再与紫外激光转换器相连后，还能作为紫外激光器使用，输出稳定的355nm的光。

实施例2：一种光纤紫外激光器，如图5所述，包括光纤激光器（图中未示出）、机座1（参见图2），光纤激光器用于输出1064nm的光。机座1上依次固定有透镜12、第一倍频晶体13、第二倍频晶体14、棱镜15、反射镜16和准直镜2。透镜12上镀有1064nm的AR膜。第一倍频晶体13为二倍频晶体，材质为LBO，第一倍频晶体13靠近透镜12的一侧镀有1064nm的AR膜，另一侧镀有1064nm的AR膜和532nm的AR膜。第二倍频晶体14为三倍频晶体，材质为LBO。第二倍频晶体14靠近第一倍频晶体13的一侧镀有1064nm的AR膜和532nm的AR膜，另一侧镀有355的AR膜。棱镜15为三棱镜15，用于将光进行分束。反射镜16镀有355nm的高反射膜。

如图2所示，机座1上固定有第一紫铜热沉18、用于控制第一紫铜热沉18温度的第一半导体制冷器，第一倍频晶体13放置于第一紫铜热沉18中，且第一倍频晶体13外壁包覆有铟片。机座1上固定有第二紫铜热沉19、用于控制第二紫铜热沉19温度的第二半导体制冷器，第二倍频晶体14放置于第二紫铜热沉19中，且第二倍频晶体14外壁包覆有铟片。紫外激光转换器通过第一半导体制冷器控制第一紫铜热沉18及第一倍频晶体13温度，通过第二半导体制冷器控制第二紫铜热沉19及第二倍频晶体14温度，起到保持激光的光质量和稳定性。

如图3、图4所示，机座1包括座体3、扣合在座体3上的外壳4、位于座体3一端的端座5，端座5和外壳4均通过螺钉固定在座体3上。座体3底部设置有多条散热翅片31，散热翅片31沿座体3长度方向设置，散热翅片31之间形成散热间隙（图中未示出）。端座5靠近座体3的端面设有安装槽51，安装槽51对准散热间隙（图中未示出）。安装槽51内固定有散热风扇（图中未示出），安装槽51内壁设置有贯穿端座5的进气通孔52。散热风扇通电后工作时，机座1外的空气从进气通孔52进入到安装槽51内，再流动到散热间隙（图中未示出）内，形成气流，提高机座1的散热性能。

光纤紫外激光器工作时，光纤激光器（图中未示出）输出的1064nm的激光通过第一保护镜11、透镜12后进入第一倍频晶体13，第一倍频晶体13将1064nm的光转换成532nm的光。通过第一倍频晶体13后的光再通过第二倍频晶体14，第二倍频晶体14将通过第二倍频晶体的光转换成355nm的光，经过棱镜15分束，其中355nm的光束通过反射镜16反射后，通过准直镜2后输出稳定的355nm的光，达到输出的紫外激光稳定性好、结构简单、安装方便的作用。

Claims (10)

1.一种紫外激光转换器，其特征在于：包括透镜（12）、第一倍频晶体（13）、第二倍频晶体（14）、棱镜（15）、反射镜（16），第一倍频晶体（13）为二倍频晶体，第二倍频晶体（14）为三倍频晶体。

2.根据权利要求1所述的一种紫外激光转换器，其特征在于：第一倍频晶体（13）靠近透镜（12）的一侧镀有1064nm的AR膜，另一侧镀有1064nm的AR膜和532nm的AR膜；第二倍频晶体（14）靠近第一倍频晶体（13）的一侧镀有1064nm的AR膜和532nm的AR膜，另一侧镀有355nm的AR膜。

3.根据权利要求1所述的一种紫外激光转换器，其特征在于：所述第一倍频晶体（13）和所述第二倍频晶体（14）材质均为LBO。

4.根据权利要求1所述的一种紫外激光转换器，其特征在于：所述透镜（12）镀有1064nm的AR膜。

5.根据权利要求1所述的一种紫外激光转换器，其特征在于：还包括镀有1064nm的AR膜的第一保护镜（11），所述透镜（12）位于第一保护镜（11）和第一倍频晶体（13）之间。

6.根据权利要求1所述的一种紫外激光转换器，其特征在于：所述反射镜（16）镀有355nm的高反射膜，所述紫外激光转换器还包括供所述反射镜（16）反射出的光通过的第二保护镜（17），所述第二保护镜（17）镀有355nm的AR膜。

7.根据权利要求1所述的一种紫外激光转换器，其特征在于：还包括供第一倍频晶体（13）放置的第一紫铜热沉（18）、用于控制所述第一紫铜热沉（18）温度的第一半导体制冷器、供第二倍频晶体（14）放置的第二紫铜热沉（19）、用于控制所述第二紫铜热沉（19）温度的第二半导体制冷器，所述第一倍频晶体（13）外壁、第二倍频晶体（14）外壁均包覆有铟片。

8.一种光纤紫外激光器，其特征在于：包括光纤激光器、透镜（12）、第一倍频晶体（13）、第二倍频晶体（14）、棱镜（15）、反射镜（16），第一倍频晶体（13）为二倍频晶体，第二倍频晶体（14）为三倍频晶体。

9.根据权利要求8所述的一种光纤紫外激光器，其特征在于：第一倍频晶体（13）靠近透镜（12）的一侧镀有1064nm的AR膜，另一侧镀有1064nm的AR膜和532nm的AR膜；第二倍频晶体（14）靠近第一倍频晶体（13）的一侧镀有1064nm的AR膜和532nm的AR膜，另一侧镀有355nm的AR膜。

10.根据权利要求8所述的一种光纤紫外激光器，其特征在于：还包括准直镜（2），所述准直镜（2）供所述反射镜（16）反射出的光线通过。