可控的被动调Q紫外激光器制造技术

一种可控的被动调Q紫外激光器，包括泵浦组件、聚焦组件、谐振组件、激光晶体、被动调Q晶体、二倍频晶体及三倍频晶体；泵浦组件包括第一泵浦激光器；谐振组件包括前端镜、转折镜及尾端镜；前端镜、折镜、及尾端镜组成激光谐振腔；第一泵浦激光器输出脉冲泵浦光；激光晶体、被动调Q晶体、二倍频晶体及三倍频晶体处于激光谐振腔中；满足泵浦功率要求的脉冲泵浦光进入激光晶体内形成粒子数反转，在被动调Q、倍频、及和频效应的依次作用下产生355nm脉冲紫外激光并透过转折镜输出到激光谐振腔外。通过在第一泵浦激光器的频率限制下，可控的被动调Q紫外激光器输出脉冲频率稳定的355nm脉冲紫外激光。

Controllable passively Q-switched ultraviolet laser

【技术实现步骤摘要】
可控的被动调Q紫外激光器
本技术涉及激光
，特别是涉及一种可控的被动调Q紫外激光器。
技术介绍
激光是近代科学技术中的重大技术之一，其中，端面泵浦的5532nm激光应用于冷加工领域，在非金属以及精密加工中的应用价值尤其突出。获取光束质量优良，参数可控，且能长效稳定运行的紫外激光，对日渐增长的激光加工行业，意义重大。端面泵浦是比较合适的方式，不过市面上一般的单端面泵浦的紫外固体激光器采用主动调Q(声光调Q、电光调Q等)的方式，需要利用到Q驱动、Q晶体两个高价器件，成本较为高昂。在采用被动调Q的激光器中，由于调Q属于被动，激光脉冲输出通常不能由控制电路进行主动控制，难免在一个泵浦周期中产生多个脉冲组成的脉冲串，进而影响脉冲峰值功率，单位时间内输出的脉冲数存在一定的不稳定性。由于输出脉冲频率也不能主动调节；而在实际应用中，基本是利用扫描振镜使得激光沿一定的轨迹运动，依靠单脉冲打点的方式进行加工，点间距便是脉冲间隔时间乘以扫描速度，脉冲间隔的不稳定会造成打点的不均匀，频率的波动也会造成多点少点的情况，所以传统的被动调Q的激光器在工业应用上存在一定的弊端。
技术实现思路
基于此，有必要针对被动调Q激光器输出的脉冲频率不稳定的问题，提供一种可控的被动调Q紫外激光器。一种可控的被动调Q紫外激光器，包括：泵浦组件、聚焦组件、谐振组件、激光晶体、被动调Q晶体、二倍频晶体及三倍频晶体；所述泵浦组件包括第一泵浦激光器；所述谐振组件包括前端镜、转折镜及尾端镜；所述前端镜与所述聚焦组件对应设置；所述前端镜镀808/880nm增透和1064nm高反膜；所述转折镜镀1064nm全反膜；所述尾端镜镀1064nm及532nm全反膜；所述前端镜、所述转折镜、及所述尾端镜组成激光谐振腔；所述激光晶体及所述被动调Q晶体设置在所述前端镜与所述转折镜之间，所述二倍频晶体及三倍频晶体设置在所述转折镜与所述尾端镜之间；所述第一泵浦激光器以第一预定频率输出波长808nm或880nm的脉冲泵浦光；所述脉冲泵浦光经所述聚焦组件聚焦在所述激光晶体中；满足泵浦功率要求的所述脉冲泵浦光进入所述激光晶体内形成粒子数反转后，在所述激光谐振腔内谐振放大形成连续运转的1064nm红外激光，且所述被动调Q晶体将连续运转的1064nm红外激光调整为脉冲运转的1064nm红外激光，1064nm脉冲红外激光经过所述倍频晶体时产生倍频效应，部分1064nm脉冲红外激光转换为532nm脉冲绿光，该部分532nm脉冲绿光和剩余的1064nm光经过所述尾端镜一起全反射，再一次经过所述倍频晶体；最后部分532nm绿光激光与剩余的1064nm脉冲红外激光在所述三倍频晶体内进行和频，产生355nm脉冲紫外激光；所述三倍频晶体输出端采用布氏角切割，将剩余的1064nm红外激光、532nm绿光激光、及355nm紫外脉冲激光分开；355nm紫外脉冲激光输出到所述激光谐振腔外。上述可控的被动调Q紫外激光器，通过第一泵浦激光器输出脉冲泵浦光，在满足泵浦功率要求下，脉冲泵浦光的能量被激光晶体吸收，形成粒子数反转，脉冲运转的1064nm红外激光在二倍频晶体及三倍频晶体作用下，输出355nm紫外脉冲激光，在脉冲泵浦光下降至泵浦功率要求之下后，由于激光晶体无法吸收足够的泵浦光能量，从而停止355nm紫外脉冲激光输出，在第一泵浦激光器的频率限制下，可控的被动调Q紫外激光器的激光输出频率与第一预定频率保持同步，输出脉冲频率稳定的532nm脉冲绿光激光，令一个泵浦周期中的能量锁定在单个355nm紫外激光脉冲中，保证可控的被动调Q紫外激光器的脉冲峰值功率。在其中一个实施例中，还包括第一驱动电源；所述泵浦组件还包括第二泵浦激光器及合束器；所述第一驱动电源向所述第一泵浦激光器输出脉冲驱动电流；所述第二泵浦激光器产生第二恒定泵浦光，所述第二恒定泵浦光的功率强度与所述激光谐振腔的阈值泵浦功率对应；所述第二泵浦激光器产生的所述第二恒定泵浦光通过合束器与所述第一泵浦激光器产生的脉冲泵浦光与进行合束，所述合束器的输出端输出合束泵浦光，所述合束泵浦光经聚焦组件聚焦在所述激光晶体中，所述激光晶体内形成粒子数反转；当所述合束泵浦光的功率大于所述激光谐振腔的阈值泵浦功率时，所述激光谐振腔内产生1064nm脉冲红外激光，在所述倍频晶体的作用下，产生532nm脉冲绿光，532nm脉冲绿光与1064nm光和频，产生355nm脉冲紫外激光，并输出到激光谐振腔外。在其中一个实施例中，还包括光纤组件，所述光纤组件包括、第一传输光纤、第二传输光纤、及第三传输光纤；所述合束器设有第一泵浦输入端、第二泵浦输入端、及合束输出端；所述第一泵浦激光器输出的脉冲泵浦光通过所述第一传输光纤传输至所述合束器的第一泵浦输入端，所述第二泵浦激光器输出的第二恒定泵浦光通过所述第二传输光纤传输至所述合束器的第二泵浦输入端，所述合束器的合束输出端将合束泵浦光输入至所述第三传输光纤；所述第三传输光纤的输出端与所述聚焦组件对应。在其中一个实施例中，所述光纤组件还包括输出头，所述输出头与所述聚焦组件对应设置，所述第三传输光纤的输出端固定在所述输出头上。在其中一个实施例中，还包括第二驱动电源，所述第二驱动电源向所述第二泵浦激光器输出恒定驱动电流。在其中一个实施例中，所述聚焦组件的聚焦点处于所述激光晶体内部，且与所述激光晶体输入端面相距1.8-2.2mm的位置。在其中一个实施例中，所述聚焦组件包括第一平凸透镜、及与所述第一平凸透镜对应设置的第二平凸透镜。在其中一个实施例中，所述第一平凸透镜的凸面与所述第二平凸透镜的凸面相对设置。在其中一个实施例中，所述激光晶体为Nd:YVO4晶体、Nd:YAG晶体、或Nd:GdYVO4晶体。在其中一个实施例中，所述被动调Q晶体为Cr：YAG晶体。附图说明图1为本技术的一较佳实施例的可控的被动调Q紫外激光器的结构图；图2为图1所示可控的被动调Q紫外激光器在通过第一泵浦激光器驱动时输入泵浦功率与输出355nm紫外脉冲激光强度的关系图；图3为图1所示可控的被动调Q紫外激光器在通入峰值泵浦源功率时所产生的355nm紫外脉冲激光的波形图；图4为图1所示可控的被动调Q紫外激光器加入第二泵浦激光器后的结构图；图5为图2所示可控的被动调Q紫外激光器通过第一泵浦激光器及第二泵浦激光器驱动时输入泵浦功率与输出355nm紫外脉冲激光强度的关系图。具体实施方式为了便于理解本技术，下面将对本技术进行更全面的描述。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。请参阅图1至图5，为本技术一较佳实施方式的可控的被动调Q紫外激光器100，用于通过被动调Q1的谐振腔产生红外脉冲激光输出。该可控的被动调Q紫外激光器100包括泵浦组件、聚焦组件30、谐振组件、激光晶体51、被动调Q晶体52、二倍频晶体53及三倍频晶体54；泵浦组件包括第一泵浦激光器21；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可控的被动调Q紫外激光器，其特征在于，包括：泵浦组件、聚焦组件、谐振组件、激光晶体、被动调Q晶体、二倍频晶体及三倍频晶体；所述泵浦组件包括第一泵浦激光器；所述谐振组件包括前端镜、转折镜及尾端镜；所述前端镜与所述聚焦组件对应设置；所述前端镜镀808/880nm增透和1064nm高反膜；所述转折镜镀1064nm全反膜；所述尾端镜镀1064nm及532nm全反膜；所述前端镜、所述转折镜、及所述尾端镜组成激光谐振腔；所述激光晶体及所述被动调Q晶体设置在所述前端镜与所述转折镜之间，所述二倍频晶体及三倍频晶体设置在所述转折镜与所述尾端镜之间；所述第一泵浦激光器以第一预定频率输出波长808nm或880nm的脉冲泵浦光；所述脉冲泵浦光经所述聚焦组件聚焦在所述激光晶体中；满足泵浦功率要求的所述脉冲泵浦光进入所述激光晶体内形成粒子数反转后，在所述激光谐振腔内谐振放大形成连续运转的1064nm红外激光，且所述被动调Q晶体将连续运转的1064nm红外激光调整为脉冲运转的1064nm红外激光，1064nm脉冲红外激光经过所述二倍频晶体时产生倍频效应，部分1064nm脉冲红外激光转换为532nm脉冲绿光，部分532nm脉冲绿光和剩余的1064nm光经过所述尾端镜一起全反射，再一次经过所述二倍频晶体；最后部分532nm绿光激光与剩余的1064nm脉冲红外激光在所述三倍频晶体内进行和频，产生355nm脉冲紫外激光；所述三倍频晶体输出端采用布氏角切割，将剩余的1064nm红外激光、532nm绿光激光、及355nm紫外脉冲激光分开；355nm紫外脉冲激光输出到所述激光谐振腔外。...

【技术特征摘要】
1.一种可控的被动调Q紫外激光器，其特征在于，包括：泵浦组件、聚焦组件、谐振组件、激光晶体、被动调Q晶体、二倍频晶体及三倍频晶体；所述泵浦组件包括第一泵浦激光器；所述谐振组件包括前端镜、转折镜及尾端镜；所述前端镜与所述聚焦组件对应设置；所述前端镜镀808/880nm增透和1064nm高反膜；所述转折镜镀1064nm全反膜；所述尾端镜镀1064nm及532nm全反膜；所述前端镜、所述转折镜、及所述尾端镜组成激光谐振腔；所述激光晶体及所述被动调Q晶体设置在所述前端镜与所述转折镜之间，所述二倍频晶体及三倍频晶体设置在所述转折镜与所述尾端镜之间；所述第一泵浦激光器以第一预定频率输出波长808nm或880nm的脉冲泵浦光；所述脉冲泵浦光经所述聚焦组件聚焦在所述激光晶体中；满足泵浦功率要求的所述脉冲泵浦光进入所述激光晶体内形成粒子数反转后，在所述激光谐振腔内谐振放大形成连续运转的1064nm红外激光，且所述被动调Q晶体将连续运转的1064nm红外激光调整为脉冲运转的1064nm红外激光，1064nm脉冲红外激光经过所述二倍频晶体时产生倍频效应，部分1064nm脉冲红外激光转换为532nm脉冲绿光，部分532nm脉冲绿光和剩余的1064nm光经过所述尾端镜一起全反射，再一次经过所述二倍频晶体；最后部分532nm绿光激光与剩余的1064nm脉冲红外激光在所述三倍频晶体内进行和频，产生355nm脉冲紫外激光；所述三倍频晶体输出端采用布氏角切割，将剩余的1064nm红外激光、532nm绿光激光、及355nm紫外脉冲激光分开；355nm紫外脉冲激光输出到所述激光谐振腔外。2.根据权利要求1所述的可控的被动调Q紫外激光器，其特征在于，还包括第一驱动电源；所述泵浦组件还包括第二泵浦激光器及合束器；所述第一驱动电源向所述第一泵浦激光器输出脉冲驱动电流；所述第二泵浦激光器产生第二恒定泵浦光，所述第二恒定泵浦光的功率强度与所述激光谐振腔的阈值泵浦功率对应；所述第二泵浦激光器产生的所述第二恒定泵浦光通过合束器与所述第一泵浦激光器产生的脉冲泵浦光与进行合束，所述合束器的输出端...

【专利技术属性】
技术研发人员：任戬，刘猛，
申请(专利权)人：深圳市杰普特光电股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44