本实用新型专利技术公开了一种紫外固体激光器，包括InGaN基半导体激光二极管作为泵浦源、聚焦透镜、Pr3+与Er3+共掺的LiYF4固态激光晶体、波长转换元件、F-P标准具、输出镜，Pr3+:与Er3+共掺的LiYF4固态激光晶体在InGaN基半导体激光二极管的泵浦下，能够在700-800nm范围内振荡，可实现从能级3P0跃迁到能级3F4，从而输出720nm的激光，并且可通过具有周期性畴极化反转结构的波长转换元件产生二阶谐波，而高效率地获得360nm的紫外激光，并且激光器的结构简单，损耗较小。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种固体激光器，具体涉及一种半导体激光二极管作为栗浦源的紫外固体激光器。
技术介绍
紫外激光在紫外光刻、生物细胞的荧光分析等领域得到广泛的应用，要求紫外激光器具有高的转换效率并输出高功率。近年来InGaN、GaN基半导体激光器得到了广泛地发展，GaN基半导体激光器能够输出400nm的紫外激光，并且可连续工作1000小时左右，然而很难输出10mW以上的单横模激光以满足。此外，采用非线性晶体利用SHG (二阶谐波产生)效应及THG (三阶谐波产生)效应以减小振荡波长也得到了广泛的应用，可得到380nm及以下波长范围的紫外光，然而振荡效率降低并且寿命也变短。
技术实现思路
本技术提供一种InGaN基半导体激光二极管作为栗浦源的紫外固体激光器。—种紫外固体激光器，包括栗浦源、聚焦透镜、固态增益介质、波长转换元件，其特征在于:所述栗浦源为InGaN基半导体激光二极管，发出激光光束作为栗浦光；所述固态增益介质采用Pr3+、Er3+共掺的固态激光晶体，栗浦光经聚集透镜聚焦后入射至固态激光晶体的入光面，所述入光面作为谐振腔的输入镜；在固态激光晶体的出光方向后方设置谐振腔的输出镜；在固态激光晶体与输出镜之间设置波长转换元件和标准具；所述固态增益介质、波长转换元件、标准具和输出镜设置在热沉上，所述栗浦源设置在散热基座上，聚焦透镜设置在透镜支架上；所述热沉、散热基座与透镜支架设置在可以调节温度的帕尔贴元件以调节各光学元件的温度。所述栗浦源、聚焦透镜、固态增益介质、波长转换元件、标准具、输出镜及帕尔贴元件设置在密封箱中，密封箱的出光处设置有出光窗口，紫外激光从所述出光窗口出射。所述InGaN基半导体激光二极管为宽带隙激光二极管，通过半导体制冷器调节激光二极管的温度，使其输出波长约为400nm。所述固态激光晶体为Pr3+，Er3+:YLF晶体，在栗浦光的作用下能够从能级3Pq跃迀到能级3F4，可输出720nm的激光；所述Pr3+，Er3+ = YLF晶体的入光面镀400nmHT/720nmHR膜，在400nm处的透过率约为80%，在720nm处的反射率约为99% ;所述Pr3+, Er3+: YLF晶体的出光面镀720nmAR/360nmHR膜，在720nm处具有低反射率，反射率约为0.2%，在360nm处的反射率约为95%。所述波长转换元件为非线性光学材料，采用MgO = LiNbO3晶体，具有周期性畴极化反转结构，其畴极化反转结构的周期为1.65 μ m，将720nm的基波转化为二阶谐波360nm，经输出镜输出360nm的紫外激光。所述输出镜的入光面镀720nmHR/360nmHT膜，在720nm处的反射率在99%以上，在360nm处的透过率在95%以上。所述标准具作为波长选择元件，使得激光器的谐振腔内为单纵模振荡，由此降低噪声。所述热沉、基座由铜材料制成。所述InGaN基半导体激光二极管的输出功率为2W，获得的360nm的紫外激光约为10mW0掺杂Pr3+与Er 3+共掺的固态激光晶体在InGaN基半导体激光二极管的栗浦下，能够在700-800nm范围内振荡，可实现从能级3P。跃迀到能级3F4,从而输出720nm的激光，并且可通过具有周期性畴极化反转结构的波长转换元件产生二阶谐波，而高效率地获得360nm的紫外激光，并且激光器的结构简单，损耗较小；此外还能够调节各光学元件的温度，使光学元件保持在最佳的工作状态，提高转化效率。【附图说明】图1是本技术实施例的结构示意图。【具体实施方式】下面结合附图1对本技术作进一步详细说明。本技术提供了一种紫外固体激光器，包括栗浦源1、聚焦透镜2、固态增益介质3、波长转换元件5、F-P标准具6、输出镜4，所述栗浦源I为InGaN基半导体激光二极管，设置在由铜材料制成的散热基座11上，并通过半导体制冷器调节半导体激光二极管I的温度，使其输出400nm的激光作为栗浦光，输出激光的功率为2w ;所述固态增益介质3采用掺Pr3+、Er3+共掺的LiYF 4晶体(以下称为Pr3+，Er3+: YLF激光晶体)，栗浦光经聚集透镜2聚焦后入射至ΡΛ Er3+:YLF激光晶体的入光面3a，在栗浦光的作用下能够从能级3Ρ。跃迀到能级3F4,可输出720nm的激光；所述入光面3a作为谐振腔的输入镜，所述Pr3+，Er3+: YLF激光晶体3的入光面镀400nmHT/720nmHR膜，在400nm处的透过率约为80%，在720nm处的反射率约为99% ;所述Pr3+，Er3+:YLF激光晶体3的出光面3b镀720nmAR/360nmHR膜，在720nm处具有低反射率，反射率约为0.2%，在360nm处的反射率约为95%。在所述Pr3+，Er3+:YLF激光晶体3后方设置波长转换元件5，所述波长转换元件5为非线性光学材料，采用MgO: LiNbO3晶体，具有周期性畴极化反转结构，其畴极化反转结构的周期为1.65 μ m，将720nm的基波转化为二阶谐波360nm。在波长转换元件5后方设置F-P标准具6，作为波长选择元件，使得激光器的谐振腔内为单纵模振荡，由此降低噪声。在所述F-P标准具6后方设置谐振腔的输出镜4，所述输出镜4的入光面镀720nmHR/360nmHT膜，在720nm处的反射率在99%以上，在360nm处的透过率在95%以上，经输出镜4输出360nm的紫外激光。所述Pr3+，Er3+:YLF激光晶体3、波长转换元件5、F-P标准具6和输出镜4依次设置在由铜材料制成的热沉10上，所述聚焦透镜2设置在透镜支架12上；所述热沉10、散热基座11与透镜支架12设置在可以调节温度的帕尔贴元件14上，在所述热沉10上设置热敏电阻(未图示)检测设置在热沉10上的光学元件的温度，并通过帕尔贴元件10调节各光学元件的温度。所述栗浦源1、聚焦透镜2、Pr3+，Er3+: YLF激光晶体3、波长转换元件5、F-P标准具6、输出镜4、散热基座11、透镜支架12、热沉10及帕尔贴元件14设置在密封箱16中，密封箱的出光处设置有出光窗口 15，经出光窗口 15输出360nm的紫外激光21，平均功率约为10mW0上述实施例仅示例性说明本技术的原理及其功效，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术创造性构思的前提下，还可以做出若干变形与改进，都属于本技术的保护范围。【主权项】1.一种紫外固体激光器，包括栗浦源、聚焦透镜、固态增益介质、波长转换元件，其特征在于:所述栗浦源为InGaN基半导体激光二极管，发出激光光束作为栗浦光；所述固态增益介质采用Pr3+、Er3+共掺的固态激光晶体，栗浦光经聚集透镜聚焦后入射至固态激光晶体的入光面，所述入光面作为谐振腔的输入镜；在固态激光晶体的出光方向后方设置谐振腔的输出镜；在固态激光晶体与输出镜之间设置波长转换元件和标准具；所述固态增益介质、波长转换元件、F-P标准具和输出镜设置在热沉上，所述栗浦源设置在散热基座上，所述聚焦透镜设置在透镜支架上；所述热沉、散热基座与透镜支架设置在可以调节温度的帕尔贴元件以调节各光学元件的温度。2.根据权利要求1所述的紫外固体激光器，所述栗浦源、聚焦透镜、固态增益介质、波长转换元件、标准具、输出镜及帕尔本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种紫外固体激光器，包括泵浦源、聚焦透镜、固态增益介质、波长转换元件，其特征在于：所述泵浦源为InGaN基半导体激光二极管，发出激光光束作为泵浦光；所述固态增益介质采用Pr3+ 、Er3+共掺的固态激光晶体，泵浦光经聚集透镜聚焦后入射至固态激光晶体的入光面，所述入光面作为谐振腔的输入镜；在固态激光晶体的出光方向后方设置谐振腔的输出镜；在固态激光晶体与输出镜之间设置波长转换元件和标准具；所述固态增益介质、波长转换元件、F‑P标准具和输出镜设置在热沉上，所述泵浦源设置在散热基座上，所述聚焦透镜设置在透镜支架上；所述热沉、散热基座与透镜支架设置在可以调节温度的帕尔贴元件以调节各光学元件的温度。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：肖旭辉，周勇，崔晓敏，
申请(专利权)人：苏州英谷激光有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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