一种紧凑型腔内倍频单端泵浦紫外激光器制造技术

一种紧凑型腔内倍频单端泵浦紫外激光器，该紧凑型腔内倍频单端泵浦紫外激光器，包括沿光路依次装配有泵浦组件、前腔镜组件、激光晶体组件、调Q光开关组件、新反射镜II组件、新反射镜I组件、合频晶体组件、倍频晶体组件、后腔镜组件、激光输出窗口组件；前腔镜（组件）、后腔镜（组件）和位于前后腔镜之间的激光晶体，调Q光开关、新反射镜II、新反射镜I、合频晶体组件组成谐振腔；紫外激光输出是通过合频晶体布切端面折射分光输出；本实用新型专利技术是在谐振腔内激光光路中通过增加新反射镜，使得光路布局更加紧凑，有利于大幅度缩小激光器整体尺寸，减轻激光器重量、降低激光器成本、提高激光器实用性能，拓展激光器应用范围。

A compact intracavity frequency doubled single end pumped UV laser

【技术实现步骤摘要】
一种紧凑型腔内倍频单端泵浦紫外激光器
本技术涉及激光器
，尤其涉及一种紧凑型腔内倍频单端泵浦紫外激光器。
技术介绍
紫外激光器因其波长短，光斑小，峰值功率高等优点被广泛应用于工业制造，医疗，军事，航空航天，科学研究等领域。尤其近几年随着紫外激光打标、紫外激光切割设备的广泛应用，对紫外激光器自身技术指标提出了更高要求。大多数紫外打标机激光器被安装在一个升降台上面，紫外切割激光器有的被安装到一个电机带动的二维平移台上面，在生产过程中根据系统要求要准确地升降或水平移动，这就要求激光器本身体积尽量小巧，重量尽量轻便，但目前市场上的紫外激光器自身体积大，自身笨重，给使用激光器的系统带来巨大负荷，影响生产效率和自身稳定，也增加了激光器制造成本。现有相关技术状况是：目前现有腔内倍频单端泵浦紫外激光器如图1所示，由1--泵浦组件、2--前腔镜组件、3--激光晶体组件、4--调Q光开关组件、5--折叠镜组件、6--合频晶体组件、7--倍频晶体组件、8--后腔镜组件、9--激光输出窗口组件等组成。如说明书附图图1所示，展示了现有腔内倍频单端泵浦紫外固体激光器各组件布局结构。为简明起见，将组成部分的组件简化称呼，如“激光晶体组件”本文中称“激光晶体”，其他类推。根据腔内倍频激光器原理，图1所示现有腔内倍频单端泵浦紫外激光器的激光谐振腔由前腔镜2、后腔镜8以及在前后腔镜之间的激光晶体3、调Q光开关4、折叠镜5、合频晶体6、倍频晶体7组成，腔内光路是由图1中A点、B点、C点、D点为端点的折线组成，腔内激光传播方向一个是由A点B点C点到D点方向。另一个方向是从D点到C点B点A点方向。简化光路图如说明书附图图3所示，图3中以A、B、C、D为端点的折线即是腔内光路图，由图可见它像一个英文大写字母“V”，所以，行内人士常成这种谐振腔为“V型腔”。在V型腔中，光路在A点、B点、D点时经过镜面反射光路改变方向，在C点时经过是经过空气和合频晶体的交接平面发生折射激光改变方向。在激光从D点到C的的过程中，部分红外激光经过倍频晶体变成绿光，绿光和红外激光经过合频晶体会生成紫外激光，在紫外激光在C点出射合频晶体和空气交界面时发生折射，由于紫外光和腔内红外激光波长不同，在C点折射角度不同，所以使得紫外激光不再沿腔内光路前进，而是按C点到E点方向前进，经过激光输出窗口9，发射到激光器外部，完成紫外激光输出。紫外输出光如图1和图3中从C点到E点的直线所示。在实际应用中，激光器外观通常被做成具有一定长宽高尺寸的方形或近似方形轮廓结构，如图1图3的外部矩形轮廓，为了安装使用方便，紫外激光器输出光方向都与激光器外形的长度或宽度方向保持一致或基本一致，如图1、图3所示。由图3我们可以看出：激光器光路由一条水平的直线C点到E点的线段（简称CE）、和一条接近水平的直线C点到B点的线段（简称CB）和一条B点到A点的线段（简称BA）构成，所有光学部件组件按功能需要沿这几条线段排列。这几条线的布局也就决定了激光器的组件布局，也就决定了激光器外形和尺寸的大小。基于上述原因从设计层面对激光器光路布局进行统筹安排、科学设计会对激光器最终的外形尺寸体积重量、实用性以及成本会有决定性的意义。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，进一步减小紫外激光器尺寸体积重量，本技术提出一种紧凑型腔内倍频单端泵浦紫外激光器。整体分析说明书附图图1和图3可以看出，现有激光器布局在空间利用率方面存在很大程度上浪费，在光路B点到A点这条线的右上方，这块空间占据了激光器内部底面面积的30%左右，为了解决这个问题，经过综合分析设计，本技术推出了如说明书附图图2所示一种新型的腔内倍频单端泵浦紫外激光器光路拓扑结构。各组件名称和原理和图1所示激光器基本相同，所不同是将图1、图3中斜线段BA一分为二，分为B-F和F-A两个线段，在新增的F点处增加一个“新反射镜II”,原来的“5--折叠镜”位置反射角度也不相同改为“新反射镜I”。图4展示了本技术激光器光路图谱结构形状，与传统结构图3相比，紧凑很多。在图2中，所有激光器组件按照光路折线DCB和FA排列，而DBC走向和FA基本平行，B点到F点的最小距离是由DCB和FA两列组件外形轮廓决定的，这就使得激光器内组件可以非常紧凑的排列到一起，提高了激光器对空间的使用效率，从而可以大大缩小激光器的尺寸体积，如图2所示：外部大方框是现有紫外激光器排列方式所使用的俯视空间，虚线以下部分是本技术腔内倍频单端泵浦固体激光器拓扑结构所使用的空间，所占面积只有现有同类型三分之二左右。这就大大降低了激光器的体积重量，也使激光器在使用过程中的升降、平移运动更加快捷灵活、稳定，使激光器使用更加方便。进一步剖析其特征：在传统“V”型腔光路中，除了两个腔镜的反射，光路在谐振腔内有2次改变方向，一个是折叠镜反射，一次是在合频晶体端面发射折射；在本技术所述激光器谐振腔光路中，光路在谐振腔内折射了1次，反射了2次，达到了让光路布局更紧凑更灵活的目的。本技术的新颖性实质是：突破现有腔内倍频单端泵浦紫外激光器“V”型腔的传统结构，通过增加腔内光路转折次数，改变现有的传统光路布局，使得所述紫外激光器结构更加紧凑，大幅降低体积重量，有利于紫外激光器应用中提高使用效率和稳定性。附图说明图1是现有腔内倍频单端泵浦紫外激光器光路和光学组件布局示意图。图2是本技术腔内倍频单端泵浦紫外激光器光路和光学组件布局示意图。图3是现有腔内倍频单端泵浦紫外激光器光路示意图。图4是本技术腔内倍频单端泵浦紫外激光器光路示意图。图中1--泵浦组件；2--前腔镜组件；3--激光晶体组件；4--调Q光开关组件；5--折叠镜组件；6--合频晶体组件；7—倍频晶体组件；8--后腔镜组件；9--激光输出窗口组件；10--新反射镜I；11--新反射镜II。具体实施方式下面结合附图图2对本技术的实施方式作进一步说明：如图2所示，一种紧凑型腔内倍频单端泵浦紫外激光器，沿光路依次装配1--泵浦组件、2--前腔镜组件、3--激光晶体组件、4--调Q光开关组件、11--新反射镜II组件、10--新反射镜I组件、6--合频晶体组件、7--倍频晶体组件、8--后腔镜组件、9--激光输出窗口组件。所述泵浦组件是包含耦合镜头组，包含泵浦源或者通过光纤与泵浦源相连的组合装置，其作用是将泵浦光聚焦到激光晶体端面上；所述泵浦源中心波长为808nm，或是880nm，或是888nm的泵浦源。所述激光晶体组件是激光晶体和晶体热沉的组合体，所述激光晶体为Nd:YVO4晶体、Nd:YAG晶体、Nd:GGG晶体、Nd:YLF晶体、Nd:GdYVO4晶体、Nd:YAP晶体、Nd:LuvO4晶体或Yb:YAG晶体。所述合频晶体为三倍频晶体、四倍频晶体。本技术光路介绍：根据腔内倍频激光器原理，图2所示本技术腔内倍频单端泵浦紫外激光器的激光谐振腔由2--前腔镜、8--后腔镜以及在前后腔镜之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种紧凑型腔内倍频单端泵浦紫外激光器，其特征在于，所述激光器包括沿光路依次装配的泵浦组件（1）、前腔镜组件（2）、激光晶体组件（3）、调Q光开关组件（4）、新反射镜II组件（11）、新反射镜I组件（10）、合频晶体组件（6）、倍频晶体组件（7）、后腔镜组件（8）、激光输出窗口组件（9）；在上述光路上，前腔镜、后腔镜和位于前后腔镜之间的激光晶体，调Q光开关、新反射镜II、新反射镜I、合频晶体以及倍频晶体组成谐振腔。/n

【技术特征摘要】
1.一种紧凑型腔内倍频单端泵浦紫外激光器，其特征在于，所述激光器包括沿光路依次装配的泵浦组件（1）、前腔镜组件（2）、激光晶体组件（3）、调Q光开关组件（4）、新反射镜II组件（11）、新反射镜I组件（10）、合频晶体组件（6）、倍频晶体组件（7）、后腔镜组件（8）、激光输出窗口组件（9）；...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：刘洪强，
类型：新型
国别省市：广东;44