一种355nm紫外光的输出方法及系统技术方案

本发明专利技术属于激光技术领域，提供了一种355nm紫外光的输出方法及系统，包括：控制第一激光器产生的激光脉冲经倍频晶体产生532nm倍频光和基频光；控制第二激光器产生泵浦光，以泵浦Nd:YVO

A 355nm UV output method and system

【技术实现步骤摘要】
一种355nm紫外光的输出方法及系统
本专利技术涉及激光
，尤其涉及一种355nm紫外光的输出方法及系统。
技术介绍
激光加工是激光应用最广泛的技术，主要实现对各种材料的切割、焊接、熔覆、打孔、雕刻和热处理等。激光加工作为多学科交叉应用技术，是在计算机技术、材料科学、激光技术、数控技术以及检测技术充分发展的基础上，发展的材料加工技术。紫外波段皮秒激光由于其波长短，单光子能量高，能量较为集中，作用时间较短等优势，被广泛应用于高精度机械零件加工、物质检测以及生物医疗技术中，具有很大的市场前景和发展潜力。目前，由于在紫外波段激光还没有相应的激光增益晶体。因此，获得355nm紫外波段的激光输出方法主要是利用非线性频率变换。在产生紫外皮秒355nm激光的过程中，一般利用Nd:YVO4或Nd:YAG晶体产生1064nm基频光，之后通过其三倍频产生355nm紫外光。具体为：通过基频光的多级放大提高1064nm种子光的功率，之后再进行倍频产生532nm二次谐波并控制转换效率为50％左右，1064nm基频光与532nm倍频光的光子数比接近2:1入射到和频晶体中，最终和频产生355nm紫外输出。在和频过程中，1064nm和532nm的光子数配比对355nm的产生至关重要。532nm的输出功率决定了最终355nm的输出功率，与此同时，1064nm的功率决定了532nm到355nm的转换速率，即最高转换效率对应的最佳晶体长度。在传统方案中，532nm激光的转换效率被限制，使355nm激光的最大输出功率也被限制。因此，在传统的方案中，1064nm和532nm的功率矛盾直接影响了355nm产生的效率和晶体选择。故有必要提出一种新的技术方案，以解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种通用运动355nm紫外光的输出方法及方法，以解决现有工业等设备控制过程中采用多个控制器造成开发时资源浪费且稳定性不好的问题。本专利技术实施例的第一方面提供了一种355nm紫外光的输出方法，其特征在于，包括：控制第一激光器产生激光脉冲，所述激光脉冲经倍频晶体后产生532nm倍频光和剩余的1064nm基频光；控制第二激光器产生泵浦光，用以泵浦激光晶体；所述剩余的1064nm基频光分别经第一双色镜和第二双色镜反射后，与所述泵浦光共同入射到经泵浦后的激光晶体；所述剩余的1064nm基频光经激光晶体放大后照射到第三双色镜，并透射至和频晶体；所述532nm倍频光经所述第一双色镜透射后，照射到一反射镜，并被反射至所述第三双色镜，经所述第三双色镜反射后照射至所述和频晶体，以和照射在所述和频晶体上的被放大后的剩余的1064nm基频光共同产生355nm紫外光，并输出。可选地，所述泵浦激光晶体的过程为：所述泵浦光经所述第二双色镜后入射到所述激光晶体，所述激光晶体为Nd:YVO4晶体或Nd:YAG晶体。可选地，所述第一激光器为1064nm皮秒激光器或纳秒激光器。可选地，所述第二激光器为808nm半导体泵浦激光器、878nm泵浦激光器和885nm泵浦激光器中的任意一种。可选地，所述倍频晶体为将1064nm光倍频至532nm光的非线性晶体。可选地，所述倍频晶体为LBO晶体或BBO晶体。可选地，所述剩余的1064nm基频光经所述激光晶体放大后的功率大于所述532nm倍频光的功率的二分之一。可选地，所述和频晶体为可以产生355nm波长光的非线性晶体。可选地，所述和频晶体为LBO晶体或者BBO晶体。本专利技术实施例的第二方面提供了一种355nm紫外光的输出系统，所述输出系统运行上述第一方面任一项所述的输出方法，以产生355nm紫外光。本专利技术实施例与现有技术相比存在的有益效果：本申请提供的355nm紫外光的输出方法中通过倍频晶体对1064nm的激光光束进行倍频产生532nm二次谐波，然后将1064nm基频光分离并进行放大，再将产生的二次谐波532nm激光与放大后的基频光1064nm激光在和频晶体中进行和频。通过该方法可以在倍频时提高532nm倍频光转换效率，同时保证了之后的和频过程可以在较短晶体长度下实现532nm紫外光的高效转换输出。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方法，下面将实施例或现有技术描述中所需要的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他的附图。图1为本专利技术提供的355nm紫外光的输出方法实现流程示意图；图2为本专利技术提供的355nm紫外光的输出方法中各元件位置分布示意图。具体实施方式以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术提供的实施例。然而，本领域技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本专利技术。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。图1示出了本申请提供的355nm紫外光的输出方法的实现流程示意图，包括以下步骤：步骤S11：控制第一激光器产生激光脉冲，所述激光脉冲经倍频晶体后产生532nm倍频光和剩余的1064nm基频光。步骤S12：控制第二激光器产生泵浦光，用以泵浦激光晶体。步骤S13：所述剩余的1064nm基频光分别经第一双色镜和第二双色镜反射后，与所述泵浦光共同入射到经泵浦后的激光晶体。步骤S14：所述剩余的1064nm基频光经激光晶体放大后照射到第三双色镜，并透射至和频晶体。步骤S15：所述532nm倍频光经所述第一双色镜透射后，照射到一反射镜，并被反射至所述第三双色镜，经所述第三双色镜反射后照射至所述和频晶体，以和照射在所述和频晶体上的被放大后的剩余的1064nm基频光共同产生355nm紫外光，并输出。其中，第一激光器为1064nm皮秒激光器或纳秒激光器。第二激光器为808nm半导体泵浦激光器、878nm泵浦激光器和885nm泵浦激光器中的任意一种。和频晶体为LBO晶体或BBO晶体。倍频晶体为可将1064nm基频光倍频至532nm的非线性晶体。可以是LBO晶体或BBO晶体剩余的1064nm基频光经所述激光晶体放大后的功率大于532nm倍频光的功率的二分之一。在紫外355nm皮秒激光脉冲产生过程中，1064nm基频光和倍频光532nm的不同功率密度配比对355nm的产生具有很大的影响。532nm的输出功率决定了最终355nm的输出功率，1064nm的功率决定了532nm到355nm的转换速率，即最高转换效率对应的最佳晶体长度。由于532nm倍频光是由1064nm基频光倍频产生的，因此，在传统方案中无法同时兼顾基频光1064nm和倍频光532nm的功率。本申请通过上述方法可以在倍频时提高532nm倍频光转换效率，同时保证了之后的和频过程可以在较短晶体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种355nm紫外光的输出方法，其特征在于，包括：/n控制第一激光器产生激光脉冲，所述激光脉冲经倍频晶体后产生532nm倍频光和剩余的1064nm基频光；/n控制第二激光器产生泵浦光，用以泵浦激光晶体；/n所述剩余的1064nm基频光分别经第一双色镜和第二双色镜反射后，与所述泵浦光共同入射到经泵浦后的激光晶体；/n所述剩余的1064nm基频光经激光晶体放大后照射到第三双色镜，并透射至和频晶体；/n所述532nm倍频光经所述第一双色镜透射后，照射到一反射镜，并被反射至所述第三双色镜，经所述第三双色镜反射后照射至所述和频晶体，以和照射在所述和频晶体上的被放大后的剩余的1064nm基频光共同产生355nm紫外光，并输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种355nm紫外光的输出方法，其特征在于，包括：
控制第一激光器产生激光脉冲，所述激光脉冲经倍频晶体后产生532nm倍频光和剩余的1064nm基频光；
控制第二激光器产生泵浦光，用以泵浦激光晶体；
所述剩余的1064nm基频光分别经第一双色镜和第二双色镜反射后，与所述泵浦光共同入射到经泵浦后的激光晶体；
所述剩余的1064nm基频光经激光晶体放大后照射到第三双色镜，并透射至和频晶体；
所述532nm倍频光经所述第一双色镜透射后，照射到一反射镜，并被反射至所述第三双色镜，经所述第三双色镜反射后照射至所述和频晶体，以和照射在所述和频晶体上的被放大后的剩余的1064nm基频光共同产生355nm紫外光，并输出。


2.根据权利要求1所述的355nm紫外光的输出方法，其特征在于，所述泵浦激光晶体的过程为：
所述泵浦光经所述第二双色镜后入射到所述激光晶体，所述激光晶体为Nd:YVO4晶体或Nd:YAG晶体。


3.根据权利要求2所述的355nm紫外光的输出方法，其特征在于，所述第一激光器为1064nm皮秒激光器或纳秒激光器。


4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：王家赞，张旭东，储玉喜，陈彬彬，
申请(专利权)人：北京科益虹源光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11