CN211579188U - 一种具有抗辐射增益介质腔结构的侧泵紫外激光器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的为一种具有抗辐射增益介质腔结构的侧泵紫外激光器，它包括折叠腔以及由远端向近端依序排列反射平镜、声光激光调Q开关、激光增益介质晶棒、起偏器、第一反射凹镜、三倍频晶体、走离角补偿晶体、二倍频晶体、第二反射凹镜；反射平镜、第一反射凹镜、第二反射凹镜分布于处于三角形的三个顶角处；所述激光增益介质晶棒的材料为Nd3+CR3+：YAG晶体。较之前技术而言，本实用新型的有益效果为：激光增益介质晶棒的材料采用Nd3+CR3+：YAG晶体，使激光增益介质晶棒能抵抗内部红外及外部电离辐射引发的损伤，可使激光器能够抵抗由高强度内部红外辐射及外部电离辐射引发的长期的泵浦性能下降的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光器领域，特别涉及一种具有抗辐射增益介质腔结构的侧泵紫外激光器。
背景技术
固态紫外激光器广泛应用于柔性电路板切割、精密微孔加工、半导体加工等领域。其中基于Nd:YAG(Neodymium-doped：Yttrium Aluminium Garnet钇铝石榴石晶体)/Nd:YVO4(掺钕钒酸钇)晶体是DPSS紫外激光器的绝佳选择，以非线性晶体KTP(磷酸钛氧钾)、BBO(偏硼酸钡)、LBO(三硼酸锂)等为基础的三倍频技术也已成熟的应用在半导体固态紫外激光器上。1064nm波长的基频光与532nm波长在腔内或腔外和频产生三次谐波(即三倍频)，是获取高功率 355nm紫外激光的主要技术手段。
传统的Nd:YAG作为激光增益介质不能抵抗激光器内部产生的高强度红外辐射引起的性能下降。
发明内容
本实用新型的目的在于：提供一种具有抗辐射增益介质腔结构的侧泵紫外激光器，通过将激光增益介质晶棒的材料限定为Nd3+CR3+：YAG晶体，使激光增益介质晶棒能够抵抗来泵浦源内部产生的高强度辐射带来的损伤，解决激光增益介质晶棒长期工作性能下降的问题。
本实用新型通过如下技术方案实现：1.一种具有抗辐射增益介质腔结构的侧泵紫外激光器，它包括折叠腔以及由远端向近端依序排列反射平镜1、声光激光调Q开关2、激光增益介质晶棒3、起偏器4、第一反射凹镜5、三倍频晶体6、走离角补偿晶体7、二倍频晶体8、第二反射凹镜9；反射平镜1、第一反射凹镜5、第二反射凹镜9分布于处于三角形的三个顶角处；所述激光增益介质晶棒的材料为Nd3+CR3+：YAG晶体。
较之前技术而言，本实用新型的有益效果为：
1、激光增益介质晶棒的材料采用Nd3+CR3+：YAG晶体，使激光增益介质晶棒能抵抗内部红外及外部电离辐射引发的损伤，可使激光器能够抵抗由高强度内部红外辐射及外部电离辐射引发的长期的泵浦性能下降的问题。
2、激光增益介质晶棒的轴向(晶向)做出调整，保证极化输出减少基频光反射损耗。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为激光增益介质晶棒两端切成布角的结构示意图；
图3为图2的俯视图；
图4为光线与激光增益介质晶棒的关系图。
标号说明：1反射平镜、2声光激光调Q开关、3激光增益介质晶棒、4起偏器、5第一反射凹镜、6三倍频晶体、7走离角补偿晶体、8二倍频晶体、9第二反射凹镜、10基频光、11紫外光、12绿光。
具体实施方式
下面结合附图说明对本实用新型做详细说明：
如图1所示：一种具有抗辐射增益介质腔结构的侧泵紫外激光器，它包括折叠腔以及由远端向近端依序排列反射平镜1、声光激光调Q开关2、激光增益介质晶棒3、起偏器4、第一反射凹镜5、三倍频晶体6、走离角补偿晶体7、二倍频晶体8、第二反射凹镜9；反射平镜1、第一反射凹镜5、第二反射凹镜9分布于处于三角形的三个顶角处；所述激光增益介质晶棒的材料为Nd3+CR3+：YAG晶体。使用了Nd3+CR3+共掺杂YAG晶体(Nd3+CR3+：YAG晶体)激光增益介质后，可抵抗内部红外辐射强度约0.01GW/cm2,与仅使用Nd3+掺杂YAG晶体激光增益介质相比，Nd3+CR3+共掺杂YAG晶体激光增益介质足以使红外辐射引发的性能下降速率减少两倍以上。
Nd3+CR3+共掺杂YAG晶体激光增益介质的掺杂浓度控制在Cr3离子浓度
0.6～0.8ATOMIC％,Nd3+离子浓度0.45～0.55ATOMIC％,YAG晶体激光增益介质中Cr4+不容许存在。
Nd3+CR3+共掺杂YAG晶体激光增益介质浓度满足下面公式：
Nd(x):Y(1-x)]3[Cr(y):Al(1-y)]2Al3 O12其中ATOMIC％依据100x和100y 定义。
POLANd3+CR3+共掺杂YAG晶体激光增益介质消光比大于2500:1@543nm。
进一步，如图1、2所示：所述激光增益介质晶棒为一圆棒，圆棒两端切成布角(这里的布角为布鲁斯特角的简称)且布角与激光增益介质晶棒的轴向成 61.2°；在圆棒上布角平面成椭圆状，圆棒长轴在圆棒径向的投影和激光增益介质圆棒两端的晶向均成45°。
因为YAG是各向同性晶体，没有布鲁斯特角产生的激光是圆偏光，加入布鲁斯特角的作用是极化1064nm基频激光，使激光P分量增强，S分量最小化。
其中，三倍频晶体为非线性晶体KTP(磷酸钛氧钾)、BBO(偏硼酸钡)、LBO (三硼酸锂)中的一种。
其中，所述二倍频晶体非线性晶体GTP-KTP、KTP、LBO、KTA(砷酸钛氧钾) 或BBO晶体中的一种。
非线性二倍频、三倍频晶体的Ⅰ类和Ⅱ类匹配切割，只有当相位匹配时才能叠加，产生有效的相长干涉，从而得到高效的倍频及和频效率，由于倍频光在非线性晶体(双折射晶体)中的快轴分量和慢轴分量传播速度不同，导致倍频光和基频光走离，虽然在一定程度上抑制了倍频光向基频光的逆转换，但却导致了和频效率变低，本技术加入WOC晶体作为走离补偿能有效的提高紫外的转换效率。
尽管本实用新型采用具体实施例及其替代方式对本实用新型进行示意和说明，但应当理解，只要不背离本实用新型的精神范围内的各种变化和修改均可实施。因此，应当理解除了受随附的权利要求及其等同条件的限制外，本实用新型不受任何意义上的限制。
Claims (4)
1.一种具有抗辐射增益介质腔结构的侧泵紫外激光器，它包括折叠腔以及由远端向近端依序排列反射平镜(1)、声光激光调Q开关(2)、激光增益介质晶棒(3)、起偏器(4)、第一反射凹镜(5)、三倍频晶体(6)、走离角补偿晶体(7)、二倍频晶体(8)、第二反射凹镜(9)，反射平镜(1)、第一反射凹镜(5)、第二反射凹镜(9)分布处于三角形的三个顶角处；其特征在于：所述激光增益介质晶棒的材料为Nd3+CR3+：YAG晶体。
2.根据权利要求1所述的具有抗辐射增益介质腔结构的侧泵紫外激光器，其特征在于：所述激光增益介质晶棒为一圆棒，圆棒两端切成布角且布角与激光增益介质晶棒的轴向成61.2°；在圆棒上布角平面成椭圆状，圆棒长轴在圆棒径向的投影和激光增益介质圆棒两端的晶向均成45°。
3.根据权利要求1所述的具有抗辐射增益介质腔结构的侧泵紫外激光器，其特征在于：三倍频晶体为非线性晶体KTP、BBO、LBO中的一种。
4.根据权利要求2所述的具有抗辐射增益介质腔结构的侧泵紫外激光器，其特征在于：所述二倍频晶体非线性晶体GTP-KTP、KTP、LBO、KTA或BBO晶体中的一种。
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