CN217427322U - 一种腔外倍频光路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种腔外倍频光路，包括：激光发射装置、第一全反镜、倍频晶体组和第二全反镜，沿传输光路方向依次设置；第一全反镜将激光发射装置发射的第一激光反射至倍频晶体组内，利用倍频晶体组的二次非线性光学效应将第一激光的能量提高，并将其出射至第二全反镜；第二全反镜将能量提高后的第一激光反射回倍频晶体组内，倍频晶体组将能量提高后的第一激光的能量再次提高，同时得到所需第二激光并输出。本申请通过利用第二全反镜和倍频晶体组实现多次提升第一激光能量，增加了倍频效率，同时节省了成本。

Description

一种腔外倍频光路

技术领域

本公开一般涉及激光技术，具体涉及一种腔外倍频光路。

背景技术

现有的腔外倍频激光技术中，提高转化效率可以通过增加倍频晶体长度，但由于存在走离效应，倍频晶体长度不能太长，同时，晶体材料价格较高，导致激光器整体成本增加，所以，不能只通过增加倍频晶体的手段增加倍频效率。

紫外激光器的光斑质量对加工有很大的影响，通常会采用镀膜倍频晶体，由于目前的镀膜技术，紫外激光器的整体使用寿命受到限制，且在光路中插入多层膜系的分光镜或反射镜，损坏速度会增加。为了防止此状况的出现，我们提出了一种腔外倍频光路解决并优化了以上等存在的系列问题。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种倍频效率高、成本低的腔外倍频光路。

第一方面，本申请提供一种腔外倍频光路包括：

激光发射装置、第一全反镜、倍频晶体组和第二全反镜，沿传输光路方向依次设置；

所述第一全反镜将所述激光发射装置发射的第一激光反射至所述倍频晶体组内；

所述倍频晶体组将所述第一激光的能量提高，并将其出射至所述第二全反镜；

所述第二全反镜将能量提高后的所述第一激光反射回所述倍频晶体组内；

所述倍频晶体组将能量提高后的所述第一激光的能量再次提高，得到所需的第二激光并输出。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述倍频晶体组包括：三倍频晶体和二倍频晶体；所述三倍频晶体朝向所述二倍频晶体的端面为平面，所述三倍频晶体远离所述二倍频晶体的端面为布儒斯特面；所述布儒斯特面用于分光输出所述第二激光和剩余激光。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述平面镀有增透膜；所述二倍频晶体两端面均镀有增透膜。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述激光发射装置与所述第一全反镜之间设置有光隔离器。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述光隔离器具有进光孔和隔离孔；

所述进光孔靠近所述激光发射装置的一端设置，所述第一激光可经所述进光孔进入所述光隔离器内；

所述隔离孔靠近所述第一全反镜的一端设置，所述第一激光可经所述隔离孔出射至所述第一全反镜；所述隔离孔还用于隔离所述剩余激光。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述进光孔与所述隔离孔的孔径比所述第一激光的光斑至少大一倍。

根据本申请实施例提供的技术方案，还包括：光学收集桶，用于收集所述剩余激光。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述光学收集桶沿所述剩余激光输出方向设置。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述第一全反镜表面镀有高反膜。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述第二全反镜表面镀有反射膜。

综上所述，本技术方案具体地公开了一种腔外倍频光路。本申请具体地沿传输光路方向依次设置有激光发射装置、第一全反镜、倍频晶体组和第二全反镜；激光发射装置发射第一激光至第一全反镜并经其反射至倍频晶体组内，利用倍频晶体组的二次非线性光学效应，第一激光的能量得到提高，随后将其出射至第二全反镜；第二全反镜将能量提高后的第一激光反射回倍频晶体组内，倍频晶体组将能量提高后的第一激光的能量再次提高，同时得到第二激光并输出。本申请通过利用第二全反镜和倍频晶体组实现多次提升第一激光能量，增加了倍频效率，同时节省了成本。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为一种腔外倍频光路的装置示意图。

图中标号：1、激光发射装置；2、第一全反镜；3、第二全反镜；4、光学收集桶；5、第二激光；6、三倍频晶体；7、剩余激光；8、二倍频晶体；9、光隔离器。

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说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例一

请参考图1所示的一种腔外倍频光路的第一种实施例的结构示意图，包括：

激光发射装置1、第一全反镜2、倍频晶体组和第二全反镜3，沿传输光路方向依次设置；

第一全反镜2将激光发射装置1发射的第一激光反射至倍频晶体组内；

倍频晶体组将第一激光的能量提高，并将其出射至第二全反镜3；

第二全反镜3将能量提高后的第一激光反射回倍频晶体组内；

倍频晶体组将能量提高后的第一激光的能量再次提高，得到所需的第二激光5并输出。

在本实施例中，以激光发射装置1发射1064nm红外光为例，此处，激光发射装置1的类型，例如为秒红外激光器；红外光的参数，例如为脉冲宽度在10ps～20ps之间，发散角小于2mrad；红外光入射至第一全反镜2后会反射至倍频晶体组，部分红外光能量得到提高会转化为绿光，此处，设定入射角的范围，例如为0°～30°；绿光和剩余红外光由倍频晶体组出射至第二全反镜3，可将红外光和绿光再次反射至倍频晶体组内，此处，出射角度，例如为0°，此设计提高倍频效率同时节省了倍频晶体成本，最后，剩余红光和绿光的能量再次得到提高，由此获得所需紫外光并直接输出，同时剩余的红外光和绿光也会输出并被收集。

其中，第一全反镜2与第二全反镜3的类型，例如为0度全反镜且其表面均镀有高反膜，用于提高激光反射率，高反膜的类型，例如为1064nm、532nm高反膜，可根据激光类型进行调整。

如图1所示，具体地，倍频晶体包括：三倍频晶体6，其一端面为布儒斯特面，用于分光输出所需第二激光5和剩余激光7，此处，剩余激光为最后由布儒斯特面输出的红外光和绿光，另一端面为平面，并且三倍频晶体6的平面端面朝向二倍频晶体8。

其中，三倍频晶体6与二倍频晶体8的材料，例如为LBO晶体；本申请利用倍频晶体组的二次非线性光学效应对激光进行倍频；在本实施例中，当红外光入射至二倍频晶体8会发生倍频效应，部分红外光转化为绿光；当剩余红外光和绿光再次入射至二倍频晶体8中，红外光会再次发生倍频效应继续转化为绿光，用于提高倍频激光效率，所述激光继续入射至三倍频晶体6中会发生和频效应，产生所需紫外光；三倍频晶体平面端与二倍频晶体两端面均镀有增透膜，用于增加激光透射率，此处增透膜类型，例如为1064nm和532nm增透膜；布儒斯特端面不镀任何膜系，由于紫外光对膜系有很大的损坏力度，不镀膜系明显增加使用寿命。

如图1所示，激光发射装置1与所述第一全反镜2之间设置有光隔离器9，用于保护激光发射装置1出光。光隔离器9具有进光孔和隔离孔，进光孔靠近所述激光发射装置1的一端设置，第一激光可经进光孔进入光隔离器9内；隔离孔靠近第一全反镜2的一端设置，第一激光可经隔离孔出射至第一全反镜2；隔离孔还可用于隔离剩余红外光，防止其反射至激光发射装置1处。

如图1所示，进光孔与隔离孔的孔径比第一激光的光斑至少大一倍，用于第一激光正常进入和射出，防止激光能量损失。

进一步地，还包括光学收集桶4，用于收集剩余激光7。

具体地，光学收集桶4沿剩余激光7输出方向设置，用于收集剩余红光和绿光。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种腔外倍频光路，其特征在于，包括：

激光发射装置(1)、第一全反镜(2)、倍频晶体组和第二全反镜(3)，沿传输光路方向依次设置；

所述第一全反镜(2)将所述激光发射装置(1)发射的第一激光反射至所述倍频晶体组内；

所述倍频晶体组将所述第一激光的能量提高，并将其出射至所述第二全反镜(3)；

所述第二全反镜(3)将能量提高后的所述第一激光反射回所述倍频晶体组内；

所述倍频晶体组将能量提高后的所述第一激光的能量再次提高，得到所需的第二激光(5)并输出。

2.如权利要求1所述的一种腔外倍频光路，其特征在于，所述倍频晶体组包括：三倍频晶体(6)和二倍频晶体(8)；所述三倍频晶体(6)朝向所述二倍频晶体(8)的端面为平面，所述三倍频晶体(6)远离所述二倍频晶体(8)的端面为布儒斯特面；所述布儒斯特面用于分光输出所述第二激光(5)和剩余激光(7)。

3.如权利要求2所述的一种腔外倍频光路，其特征在于，所述平面镀有增透膜；所述二倍频晶体(8)两端面均镀有增透膜。

4.如权利要求2所述的一种腔外倍频光路，其特征在于，所述激光发射装置(1)与所述第一全反镜(2)之间设置有光隔离器(9)。

5.如权利要求4所述的一种腔外倍频光路，其特征在于，所述光隔离器(9)具有沿所述第一激光传播方向设置的进光孔和隔离孔；

所述进光孔靠近所述激光发射装置(1)的一端设置，所述第一激光可经所述进光孔进入所述光隔离器(9)内；

所述隔离孔靠近所述第一全反镜(2)的一端设置，所述第一激光可经所述隔离孔出射至所述第一全反镜(2)；所述隔离孔还用于隔离所述剩余激光(7)。

6.如权利要求5所述的一种腔外倍频光路，其特征在于，所述进光孔与所述隔离孔的孔径比所述第一激光的光斑至少大一倍。

7.如权利要求2所述的一种腔外倍频光路，其特征在于，还包括：光学收集桶(4)，用于收集所述剩余激光(7)。

8.如权利要求7所述的一种腔外倍频光路，其特征在于，所述光学收集桶(4)沿所述剩余激光(7)输出方向设置。

9.如权利要求1所述的一种腔外倍频光路，其特征在于，所述第一全反镜(2)表面镀有高反膜。

10.如权利要求1所述的一种腔外倍频光路，其特征在于，所述第二全反镜(3)表面镀有反射膜。

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