超快激光器三倍频装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种超快激光器三倍频装置，超快红外激光器的输出光路依次布置有二倍频晶体和三倍频晶体，三倍频晶体输出端面为布儒斯特角切割的输出端面，其红外光输出光路上和绿光输出光路上均设有挡光块，紫外光输出光路上设有楔形镜；超快红外激光器输出红外激光，经过二倍频晶体后，部分红外光转换为绿光，剩余红外光和绿光经过三倍频晶体后产生紫外光，三种波长光经过三倍频晶体的布儒斯特角切割的输出端面分成为不同方向传输，两挡光块分别挡住红外光和绿光，在三倍频晶体内产生的圆形光斑紫外光经过三倍频晶体布角后变成为椭圆形，椭圆形光斑经过楔形镜整形后再次变成为圆形光斑。三倍频端面及镜片无镀膜，大大延长了使用寿命。

Three frequency doubling device for ultra fast laser

The utility model discloses an ultrafast laser frequency doubling device three, the output light path of ultrafast infrared laser are set two and three crystal crystal, crystal three output end to output end cut at Brewster angle, the output light path and output light path are equipped with light, ultraviolet output optical path a wedge lens; ultrafast infrared laser infrared laser output, after two crystal, part of infrared light is converted to green light, infrared light and green light remaining after three crystal after UV light, three wavelength through the output end of three frequency doubling crystal Brewster angle cut into different directions of transmission, two blocks were blocking the infrared light and light green, circular spot UV light produced in three intracavity frequency doubling crystal by three angle into elliptical cloth Shape, elliptical spot is transformed into circular spot after shaping by a wedge mirror. Three frequency doubling end face and lens without coating, greatly prolonging the service life.

【技术实现步骤摘要】
超快激光器三倍频装置
本技术涉及一种超快激光器三倍频装置。
技术介绍
超快激光器(皮秒，飞秒)以其高的峰值功率、窄的脉冲宽度，在材料精细微加工，半导体行业，太阳能光伏，科学研究等领域得到了广泛的应用。相对于纳秒激光，采用超快激光加工材料，具有精度高、热影响区域小、加工边缘无毛刺等优点。超快激光根据波长分超快红外、绿光及紫外激光。超快紫外激光相对于超快红外和绿光激光，光子能量更高，作用在材料上直接破坏材料分子键，有效降低或者消除激光加工引起的热效应。同时，因紫外波长更短，经过聚焦后光斑会更小，进一步提升材料加工精度。超快紫外激光的获得通常是基于超快红外激光，利用二倍频技术将红外激光转换为绿光激光，再利用三倍频技术，将未转换的红外激光与绿光激光通过三倍频晶体转换为紫外激光，后面再用分光镜将红外和绿光与紫外光分开，单独让紫外光输出。因为超快紫外激光器稳定性和寿命问题很难控制，目前全球只有少数几家公司可以提供超快紫外激光器，影响紫外激光器稳定性和寿命的主要因素是三倍频晶体端面和镜片损伤。用于超快激光器的三倍频晶体通常为长方体，输入端面镀有红外和绿光增透膜，输出端面镀有红外，绿光及紫外三波长增透膜，由于完成和频后产生的紫外激光光子能量高，非常容易破坏输出端面膜层，造成输出功率下降和光束质量恶化。为了延长晶体和镜片使用寿命，有些公司采用换点技术(激光器运行几百小时后，通过电动平台移动晶体)，有些公司增加空气过滤器，改善三倍频晶体的使用环境，延长寿命。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种超快激光器三倍频装置。本技术的目的通过以下技术方案来实现：超快激光器三倍频装置，其特征在于：超快红外激光器的输出光路依次布置有二倍频晶体和三倍频晶体，所述三倍频晶体输出端面为布儒斯特角切割的输出端面，其红外光输出光路上和绿光输出光路上均设有挡光块，紫外光输出光路上设有楔形镜。进一步地，上述的超快激光器三倍频装置，其中，所述二倍频晶体设有用于控温的控温模块。进一步地，上述的超快激光器三倍频装置，其中，所述三倍频晶体设有用于控温的控温模块。进一步地，上述的超快激光器三倍频装置，其中，所述楔形镜的前端面为布角切割面，后端面为垂直切割面。进一步地，上述的超快激光器三倍频装置，其中，所述楔形镜为熔石英镜片。本技术与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下方面：①本技术三倍频晶体的输出端面采用布儒斯特角切割，无需镀膜即可实现紫外光高透，完成和频后的红外，绿光及紫外激光经过布角后，分成不同方向传输，无需后续分光镜(镀膜容易被紫外光打坏)即可将紫外激光导出,实现紫外光高透，同时实现将三波长分开，避免增加分光镜，后续整形用的楔形镜也无需镀膜；②紫外光经过布角后，光斑由圆形变成椭圆，为了再次获得圆形光斑，设置一楔形镜(布角切割的熔石英镜片)，将椭圆光斑整形为圆形光斑，楔形镜的输入面无镀膜，输出端面无镀膜；③整个装置三倍频端面及后续镜片无镀膜，大大延长了三倍频晶体和光学镜片的使用寿命，提升了系统的稳定性；可以应用在其他紫外激光器中，解决三倍频晶体及其它光学器件因镀有紫外膜容易被打坏的问题，有效延长激光器使用寿命。附图说明图1：本技术的光路结构示意图。具体实施方式为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明具体实施方案。如图1所示，超快激光器三倍频装置，超快红外激光器101的输出光路依次布置有二倍频晶体102和三倍频晶体104，二倍频晶体102设有用于控温的控温模块103，三倍频晶体104设有用于控温的控温模块105，三倍频晶体输出端面为布儒斯特角切割的输出端面，其红外光输出光路B上设有挡光块107，绿光输出光路A上均设有挡光块106，紫外光输出光路C上设有楔形镜108，楔形镜108的前端面为布角切割面，后端面为垂直切割面，楔形镜108为熔石英镜片。超快红外激光器101输出红外激光，经过二倍频晶体102后，部分红外光转换为绿光，剩余红外光和绿光经过三倍频晶体104后产生紫外光，三种波长光经过三倍频晶体104的布儒斯特角切割的输出端面分成为不同方向传输，红外光输出光路上的挡光块107挡住红外光，绿光输出光路上的挡光块106挡住绿光，在三倍频晶体内产生的圆形光斑紫外光经过三倍频晶体布角后变成为椭圆形，椭圆形光斑经过楔形镜108整形后再次变成为圆形光斑。二倍频晶体102由控温模块103对其精确控温，三倍频晶体104由控温模块105对其精确控温。三倍频晶体104的输出端面采用布儒斯特角切割(无需镀膜即可实现紫外光高透)，完成和频后的红外，绿光及紫外激光经过布角后，分成不同方向传输，无需后续分光镜即可将紫外激光导出。紫外光经过布角后，光斑由圆形变成椭圆，为了再次获得圆形光斑，设置一楔形镜(布角切割的熔石英镜片)，将椭圆光斑整形为圆形光斑，楔形镜的输入面无镀膜，输出端面无镀膜。整个装置三倍频端面及后续镜片无镀膜，有效的延长了三倍频晶体和光学镜片的使用寿命，提升了系统的稳定性。综上所述，本技术三倍频晶体的输出端面采用布角切割，无需镀膜即可实现紫外光高透，同时实现将三波长分开，避免增加分光镜，后续整形用的楔形镜也无需镀膜。因此避免了紫外光对镀膜光学器件的损伤问题，大大延长了器件的使用寿命，从而提升激光器稳定性。本技术装置可以应用在其他紫外激光器中，解决三倍频晶体及其它光学器件因镀有紫外膜容易被打坏的问题，有效延长激光器使用寿命。需要说明的是：以上所述仅为本技术的优选实施方式，并非用以限定本技术的权利范围；同时以上的描述，对于相关
的专门人士应可明了及实施，因此其它未脱离本技术所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在申请专利范围中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
超快激光器三倍频装置，其特征在于：超快红外激光器的输出光路依次布置有二倍频晶体和三倍频晶体，所述三倍频晶体输出端面为布儒斯特角切割的输出端面，其红外光输出光路上和绿光输出光路上均设有挡光块，紫外光输出光路上设有楔形镜。

【技术特征摘要】
1.超快激光器三倍频装置，其特征在于：超快红外激光器的输出光路依次布置有二倍频晶体和三倍频晶体，所述三倍频晶体输出端面为布儒斯特角切割的输出端面，其红外光输出光路上和绿光输出光路上均设有挡光块，紫外光输出光路上设有楔形镜。2.根据权利要求1所述的超快激光器三倍频装置，其特征在于：所述二倍频晶体设有用于控...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵裕兴，李立卫，
申请(专利权)人：苏州贝林激光有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32