一种紫外脉冲激光器制造技术

本发明专利技术公开了一种紫外脉冲激光器，属于激光脉冲技术领域，能够解决现有的能够解决现有的226nm紫外脉冲激光能量低、光束质量差的问题。所述激光器包括：泵浦源、以及依次设置在泵浦源出射光路上的钛宝石晶体、光栅组件和第一倍频晶体；泵浦源发射的激光经过钛宝石晶体后，得到第一脉冲激光；光栅组件用于压缩第一脉冲激光的线宽，并调谐第一脉冲激光的中心波长；第一倍频晶体用于将第一脉冲激光转化成所述第二脉冲激光；激光器还包括激光单元，激光单元用于产生第三脉冲激光；和频单元，用于将第二脉冲激光和第三脉冲激光进行和频，得到第四脉冲激光。本发明专利技术适用于高超声速流场的光学诊断。

【技术实现步骤摘要】
一种紫外脉冲激光器
本专利技术涉及一种紫外脉冲激光器，属于激光脉冲

技术介绍
一氧化氮平面激光诱导荧光技术是一种特别重要的高速流场光学诊断技术，该技术的实现需要一束窄线宽可调谐的226nm的紫外脉冲激光，通过将窄线宽可调谐的226nm的紫外脉冲激光经光学系统整形成平面激光，可以激发流场中的一氧化氮，通过高速像增强相机拍摄荧光，即可以得到流场结构以及流场的速度和温度等特征参数。现有的226nm的紫外脉冲激光是通过染料激光器产生，染料激光器通常是使用液态的有机染料作为激光介质，由其产生的激光具有能量低、光束质量差并且无法在高重复频率下使用等缺陷。
技术实现思路
本专利技术提供了一种紫外脉冲激光器，能够解决现有的紫外脉冲激光器能量低、光束质量差并且无法在高重复频率下使用的问题。本专利技术提供的紫外脉冲激光器包括：泵浦源、以及依次设置在所述泵浦源出射光路上的钛宝石晶体、光栅组件和第一倍频晶体；所述泵浦源发射的激光经过所述钛宝石晶体后，得到第一脉冲激光；所述光栅组件用于压缩所述第一脉冲激光的线宽，并调谐所述第一脉冲激光的中心波长；所述第一倍频晶体用于将所述第一脉冲激光转化成所述第二脉冲激光。所述激光器还包括激光单元，所述激光单元用于产生第三脉冲激光；所述激光器还包括和频单元，所述和频单元用于将所述第二脉冲激光和所述第三脉冲激光进行和频，得到第四脉冲激光。可选的，所述泵浦源为532nm泵浦源；所述第一脉冲激光为786nm脉冲激光；所述第二脉冲激光为393nm脉冲激光；所述第三脉冲激光为532nm脉冲激光；所述第四脉冲激光为226nm紫外脉冲激光。可选的，所述激光器还包括放大部件；所述放大部件位于所述光栅组件和所述第一倍频晶体之间的光路上，用于对所述光栅组件的出射光进行信号放大。可选的，所述激光器还包括分束镜；所述分束镜设置在所述泵浦源和所述钛宝石晶体之间的光路上，用于将所述泵浦源的出射光分为第一激光束和第二激光束；所述钛宝石晶体用于将所述第一激光束转化成所述第一脉冲激光后射入所述光栅组件。所述光栅组件和放大部件之间的光路上还设置有第一全反镜；所述第一全反镜用于将所述光栅组件的出射光反射至所述放大部件；所述激光器还包括第二全反镜，所述第二全反镜用于将所述第二激光束反射至所述放大部件；所述放大部件可利用所述第二激光束对所述第一全反镜的出射光进行信号放大。可选的，所述钛宝石晶体的入射光路上设置有第三全反镜；所述光栅组件的出射光路上设置有输出镜；所述第三全反镜和所述输出镜形成谐振腔。可选的，所述光栅组件包括：闪耀光栅和光栅反射镜；所述闪耀光栅设置于所述钛宝石晶体和所述输出镜之间，用于压缩所述第一脉冲激光的线宽；所述光栅反射镜垂直于所述闪耀光栅的一级衍射角进行设置，用于调谐所述第一脉冲激光的中心波长。可选的，所述放大部件为放大级钛宝石晶体。可选的，所述激光单元包括：激光种子源、电光调制器和第二倍频晶体；所述激光种子源用于产生1064nm连续激光；所述电光调制器和所述第二倍频晶体依次设置在所述激光种子源的出射光路上；所述电光调制器用于将所述1064nm连续激光转换成1064nm脉冲激光；所述第二倍频晶体用于将所述1064nm脉冲激光转换成所述第三脉冲激光。可选的，所述激光单元还包括：脉冲激光放大器；所述脉冲激光放大器设置于所述电光调制器和所述第二倍频晶体之间的光路上，用于对所述1064nm脉冲激光进行信号放大。可选的，所述激光器还包括：控制单元；所述控制单元用于控制所述泵浦源和所述电光调制器的工作状态，以使所述第二脉冲激光和所述第三脉冲激光时域同步。本专利技术产生的有益效果包括：本专利技术提供紫外脉冲激光器通过将第二脉冲激光和第三脉冲激光进行和频，得到第四紫外脉冲激光，其中第二脉冲激光的产生首先是通过泵浦源产生的激光射入钛宝石晶体后转化成第一脉冲激光后，第一脉冲激光进入到光栅组件中，光栅组件不但可以大大压缩实际起振的波长范围，而且还可以进一步控制比较窄的起振光谱范围的中心波长位置，因此经过光栅组件后，可以得到窄线宽可调谐的第一脉冲激光，最后通过倍频晶体将窄线宽可调谐的第一脉冲激光进行倍频后，得到第二脉冲激光。通过调谐第一脉冲激光的中心波长，来达到最终第四紫外脉冲激光中心波长可调谐的目的，这样使得226nm紫外脉冲激光在应用过程中可以使其中心波长对准一氧化氮的吸收峰，产生更好的吸收效果。相比于现有技术中，采用染料激光器产生的226nm紫外激光，本专利技术激光器产生的226nm激光，具有能量高、光束质量好且可以高频率重复使用的优点。附图说明图1为本专利技术实施例提供的总体结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的393nm激光单元具体结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的532nm激光单元具体结构示意图。具体实施方式下面结合实施例详述本专利技术，但本专利技术并不局限于这些实施例。本专利技术实施例提供的紫外脉冲激光器，包括：泵浦源101、以及依次设置在泵浦源101出射光路上的钛宝石晶体104、光栅组件和第一倍频晶体111。泵浦源101发射的激光经过钛宝石晶体104后，得到第一脉冲激光；光栅组件用于压缩第一脉冲激光的线宽，并调谐第一脉冲激光的中心波长；第一倍频晶体111用于将第一脉冲激光转化成第二脉冲激光。如图1所示，激光器还包括激光单元2，激光单元2用于产生第三脉冲激光；激光器还包括和频单元3，和频单元用于将第二脉冲激光和第三脉冲激光进行和频，得到第四脉冲激光。如图2所示，激光器还包括393nm激光单元1，泵浦源101、以及依次设置在泵浦源101出射光路上的钛宝石晶体104、光栅组件和第一倍频晶体111均为393nm激光单元1中的组件；第一脉冲激光为786nm脉冲激光；第二脉冲激光为393nm脉冲激光；第三脉冲激光为532nm脉冲激光；第四脉冲激光为226nm紫外脉冲激光。在实际应用中，通过将393nm脉冲激光和532nm脉冲激光进行和频，得到226nm紫外脉冲激光，其中393nm脉冲激光的产生首先是通过泵浦源101产生532nm脉冲激光，之后进入钛宝石晶体104将532nm脉冲激光转化成786nm脉冲激光后进入到光栅组件中，光栅组件不但可以大大压缩实际起振的波长范围，而且还可以进一步控制比较窄的起振光谱范围的中心波长位置，因此经过光栅组件后，可以得到窄线宽可调谐的786nm脉冲激光，最后通过倍频晶体111将窄线宽可调谐的786nm脉冲激光进行倍频后，得到393nm脉冲激光。通过调谐786nm脉冲激光的中心波长，来达到最终226nm紫外脉冲激光中心波长可调谐的目的，这样可以使得226nm紫外脉冲激光在应用过程中可以使其中心波长对准一氧化氮的吸收峰，产生更好的吸收效果。相比于现有技术中，采用染料激光器产生的226nm激光，本专利技术激光器产生的226nm激光，具有能量高、光束质量好且可以高频率重复使用的优点。本专利技术实施例提供的393nm激光单元1还包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种紫外脉冲激光器，其特征在于，所述激光器包括：泵浦源、以及依次设置在所述泵浦源出射光路上的钛宝石晶体、光栅组件和第一倍频晶体；/n所述泵浦源发射的激光经过所述钛宝石晶体后，得到第一脉冲激光；/n所述光栅组件用于压缩所述第一脉冲激光的线宽，并调谐所述第一脉冲激光的中心波长；/n所述第一倍频晶体用于将所述第一脉冲激光转化成所述第二脉冲激光；/n所述激光器还包括激光单元，所述激光单元用于产生第三脉冲激光；/n所述激光器还包括和频单元，所述和频单元用于将所述第二脉冲激光和所述第三脉冲激光进行和频，得到第四脉冲激光。/n

【技术特征摘要】
20191211 CN 20191126828561.一种紫外脉冲激光器，其特征在于，所述激光器包括：泵浦源、以及依次设置在所述泵浦源出射光路上的钛宝石晶体、光栅组件和第一倍频晶体；
所述泵浦源发射的激光经过所述钛宝石晶体后，得到第一脉冲激光；
所述光栅组件用于压缩所述第一脉冲激光的线宽，并调谐所述第一脉冲激光的中心波长；
所述第一倍频晶体用于将所述第一脉冲激光转化成所述第二脉冲激光；
所述激光器还包括激光单元，所述激光单元用于产生第三脉冲激光；
所述激光器还包括和频单元，所述和频单元用于将所述第二脉冲激光和所述第三脉冲激光进行和频，得到第四脉冲激光。


2.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述泵浦源为532nm泵浦源；
所述第一脉冲激光为786nm脉冲激光；
所述第二脉冲激光为393nm脉冲激光；
所述第三脉冲激光为532nm脉冲激光；
所述第四脉冲激光为226nm紫外脉冲激光。


3.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述激光器还包括放大部件；
所述放大部件位于所述光栅组件和所述第一倍频晶体之间的光路上，用于对所述光栅组件的出射光进行信号放大。


4.根据权利要求3所述的激光器，其特征在于，所述激光器还包括分束镜；
所述分束镜设置在所述泵浦源和所述钛宝石晶体之间的光路上，用于将所述泵浦源的出射光分为第一激光束和第二激光束；所述钛宝石晶体用于将所述第一激光束转化成所述第一脉冲激光后射入所述光栅组件；
所述光栅组件和放大部件之间的光路上还设置有第一全反镜；所述第一全反镜用于将所述光栅组件的出射光反射至所述放大部件；
所述激光器还包括第二全反镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴殊韬，林文雄，吴鸿春，吴丽霞，翁文，李锦辉，陈恩泽，邓晶，葛燕，郑晖，黄见洪，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：福建;35