CN219321802U - 一种紫外激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种紫外激光器，包括：激光器本体、整形镜、二倍频晶体和三倍频晶体，所述激光器本体发出第一光束，所述第一光束为红外光束，所述整形镜、所述二倍频晶体和所述三倍频晶体沿所述第一光束的输出光路依次设置，所述整形镜的输入端面和所述所述三倍频晶体的输出端面为布儒斯特角切割面，所述第一光束经过所述二倍频晶体和所述三倍频晶体后产生第二光束和第三光束。本实用新型可解决现有的紫外激光器能量损失大、镜片易损伤和光斑一致性差的问题。

Description

一种紫外激光器

技术领域

本实用新型涉及激光器技术领域，特别涉及一种紫外激光器。

背景技术

紫外激光与红外、绿光激光相比光子能量更高，当作用在加工材料上时，可直接打破分子键，有效的降低因激光加工产生的热效应，因此被广泛应用于PFC、PCB切割、非金属材料打标等精密领域。

在激光行业，紫外激光的产生通常采用红外光依次经过二倍频晶体和三倍频晶体进行倍频后形成，根据紫外、绿光、红外在相同材料的折射率和偏振态的不同，将三倍频输出面做成布儒斯特角对它们进行分离，与此同时，所产生的紫外光斑椭圆率较低，在激光加工时，通常所需的是椭圆率较高的光斑，因此，使提高倍频后的紫外光斑椭圆率至关重要，而常规采用的方法采用紫外整形镜对紫外光斑进行整形，结构不但易造成能量损失、镜片损伤，而且一致性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种紫外激光器，以解决现有的紫外激光器能量损失大、镜片易损伤和光斑一致性差的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种紫外激光器，包括：激光器本体、整形镜、二倍频晶体和三倍频晶体，所述激光器本体发出第一光束，所述第一光束为红外光束，所述整形镜、所述二倍频晶体和所述三倍频晶体沿所述第一光束的输出光路依次设置，所述整形镜的输入端面和所述所述三倍频晶体的输出端面为布儒斯特角切割面，所述第一光束经过所述二倍频晶体和所述三倍频晶体后产生第二光束和第三光束。

可选的，所述第一光束为红外基频光，所述第二光束为绿光，所述第三光束为紫光。

可选的，所述布儒斯特角切割面为抛光斜面。

可选的，还包括第一杂光吸收筒和第二杂光吸收筒，所述第一杂光吸收筒和所述第二杂光吸收筒分别设置在所述第一光束和第二光束的出射光路上。

可选的，所述第一杂光吸收筒为红外线挡光片，所述第二杂光吸收筒为绿光挡光片。

可选的，所述激光器本体为光纤激光器或固体激光器。

可选的，还包括用于控制所述二倍频晶体的温度的第一温控装置。

可选的，还包括用于控制所述三倍频晶体的温度的第二温控装置。

本实用新型提供的一种紫外激光器，具有以下有益效果：

由于激光器本体发出第一光束，第一光束入射二倍频晶体，在二倍频晶体里部分第一光束转换为第二光束，剩余的第一光束和第二光束共同入射三倍频晶体，在三倍频晶体内发生和频效应产生第三光束，且整形镜的输入端面和所述所述三倍频晶体的输出端面为布儒斯特角切割面，使从所述整形镜的输入端面入射整形镜的第一光束的光斑圆度和从所述三倍频晶体的输出端面出射的第一光束、第二光束和第三光束的光斑圆度能保持一致，实现调节光束光斑、达到输出与输入光斑圆度一致的目的，这样经过布儒斯特角切割的三倍频输出的紫外光斑形貌无需额外的整形，即可得到圆形的紫外光斑；由于倍频尺寸和倍频效率的限制，出射倍频的光斑尺寸不可能较大，再加上紫外低波长的特性，对棱镜的损伤也较高，而倍频前的布儒斯特角红外输入有效避免倍频后使用棱镜对紫外光整形带来的易损性，紫外激光器能量损失小；采用布儒斯特角切割的三倍频晶体，不用镀紫外增透膜即可无损输出紫外能量，避免了紫外镀膜易损伤的设计，同时将多余的红外和绿光与紫外光斑分开，保证了紫外光斑的纯净；所述紫外激光器调节简单、方便，成本低，镜片不易损伤，光斑一致性好；由于出射的第一光束、第二光束和第三光束的折射率不同，因此三束光射向不同的方向，便于获取目标光束；由于将整形镜的输入端面设置为布儒斯特角切割面，相较于将二倍频晶体的输入端面设置为布儒斯特角切割面，可有效降低成本，并且可避免二倍频晶体的输入端面由于切割布儒斯特角后不能镀膜做保护导致二倍频晶体寿命短的问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例中紫外激光器的光路示意图.

附图标记说明：

100-激光器本体；200-整形镜；300-二倍频晶体；400-三倍频晶体；500-第一杂光吸收筒；600-第二杂光吸收筒。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参考图1，图1是本实用新型实施例中紫外激光器的光路示意图，本实施例提供一种紫外激光器，包括：激光器本体100、整形镜200、二倍频晶体300和三倍频晶体400，所述激光器本体100发出第一光束，所述第一光束为红外光束，所述整形镜200、所述二倍频晶体300和所述三倍频晶体400沿所述第一光束的输出光路依次设置，所述整形镜200的输入端面和所述所述三倍频晶体400的输出端面为布儒斯特角切割面，所述第一光束经过所述二倍频晶体300和所述三倍频晶体400后产生第二光束和第三光束。

由于激光器本体100发出第一光束，第一光束入射二倍频晶体300，在二倍频晶体300里部分第一光束转换为第二光束，剩余的第一光束和第二光束共同入射三倍频晶体400，在三倍频晶体400内发生和频效应产生第三光束，且整形镜200的输入端面和所述所述三倍频晶体400的输出端面为布儒斯特角切割面，使从所述整形镜200的输入端面入射整形镜200的第一光束的光斑圆度和从所述三倍频晶体400的输出端面出射的第一光束、第二光束和第三光束的光斑圆度能保持一致，实现调节光束光斑、达到输出与输入光斑圆度一致的目的，这样经过布儒斯特角切割的三倍频输出的紫外光斑形貌无需额外的整形，即可得到圆形的紫外光斑；由于倍频尺寸和倍频效率的限制，出射倍频的光斑尺寸不可能较大，再加上紫外低波长的特性，对棱镜的损伤也较高，而倍频前的布儒斯特角红外输入有效避免倍频后使用棱镜对紫外光整形带来的易损性，紫外激光器能量损失小；采用布儒斯特角切割的三倍频晶体400，不用镀紫外增透膜即可无损输出紫外能量，避免了紫外镀膜易损伤的设计，同时将多余的红外和绿光与紫外光斑分开，保证了紫外光斑的纯净；所述紫外激光器调节简单、方便，成本低，镜片不易损伤，光斑一致性好；由于出射的第一光束、第二光束和第三光束的折射率不同，因此三束光射向不同的方向，便于获取目标光束；由于将整形镜200的输入端面设置为布儒斯特角切割面，相较于将二倍频晶体300的输入端面设置为布儒斯特角切割面，可有效降低成本，并且可避免二倍频晶体300的输入端面由于切割布儒斯特角后不能镀膜做保护导致二倍频晶体300寿命短的问题。

所述第一光束为红外基频光，所述第二光束为绿光，所述第三光束为紫光。所述红外基频光的波长为1064nm。

所述布儒斯特角切割面为抛光斜面。

所述紫外激光器还包括第一杂光吸收筒500和第二杂光吸收筒600，所述第一杂光吸收筒500和所述第二杂光吸收筒600分别设置在所述第一光束和第二光束的出射光路上。通过设置所述第一杂光吸收筒500和所述第二杂光吸收筒600可获取所述第三光束。

所述第一杂光吸收筒500为红外线挡光片，所述第二杂光吸收筒600为绿光挡光片。

所述激光器本体100为光纤激光器或固体激光器。

所述紫外激光器还包括用于控制所述二倍频晶体300的温度的第一温控装置。

所述紫外激光器还包括用于控制所述三倍频晶体400的温度的第二温控装置。

如图1所示，入射整形镜200的光斑为圆形光斑，进入整形镜200的布儒斯特角斜面后圆形光斑变为椭圆形光斑，椭圆形光斑入射三倍频晶体400，再经三倍频晶体400的布儒斯特角斜面后椭圆形光斑变为圆形光斑，通过设置布儒斯特角斜面，使入射光的光斑圆度和出射光的光斑圆度能保持一致，而不需要分光整形器件，降低了系统的成本。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (8)

1.一种紫外激光器，其特征在于，包括：激光器本体、整形镜、二倍频晶体和三倍频晶体，所述激光器本体发出第一光束，所述第一光束为红外光束，所述整形镜、所述二倍频晶体和所述三倍频晶体沿所述第一光束的输出光路依次设置，所述整形镜的输入端面和所述三倍频晶体的输出端面为布儒斯特角切割面，所述第一光束经过所述二倍频晶体和所述三倍频晶体后产生第二光束和第三光束。

2.如权利要求1所述的紫外激光器，其特征在于，所述第一光束为红外基频光，所述第二光束为绿光，所述第三光束为紫光。

3.如权利要求1所述的紫外激光器，其特征在于，所述布儒斯特角切割面为抛光斜面。

4.如权利要求1所述的紫外激光器，其特征在于，还包括第一杂光吸收筒和第二杂光吸收筒，所述第一杂光吸收筒和所述第二杂光吸收筒分别设置在所述第一光束和第二光束的出射光路上。

5.如权利要求4所述的紫外激光器，其特征在于，所述第一杂光吸收筒为红外线挡光片，所述第二杂光吸收筒为绿光挡光片。

6.如权利要求1所述的紫外激光器，其特征在于，所述激光器本体为光纤激光器或固体激光器。

7.如权利要求1所述的紫外激光器，其特征在于，还包括用于控制所述二倍频晶体的温度的第一温控装置。

8.如权利要求1所述的紫外激光器，其特征在于，还包括用于控制所述三倍频晶体的温度的第二温控装置。

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