一种高功率紫外连续波激光装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种高功率紫外连续波激光装置，其包括第一蓝光半导体激光器和第二蓝光半导体激光器；第一蓝光半导体激光器的光路上依序设有第一非球面聚焦透镜和第一谐振腔镜；第二蓝光半导体激光器的光路上依序设有第二非球面聚焦透镜、第二谐振腔镜和掺镨激光增益介质；第一谐振腔镜的反射光路上设有谐振腔镜组，所述谐振腔镜的反射光路上依序设有非线性晶体和滤波器，所述谐振腔镜用于使从掺镨激光增益介质输出的基波光经非线性晶体一端射入经反射后再由该端射出；本专利采用2个蓝光半导体激光泵浦源从激光谐振腔的两端对掺镨激光增益介质进行抽运，相比现有技术结构更加合理简单。理简单。理简单。

【技术实现步骤摘要】
一种高功率紫外连续波激光装置


[0001]本专利技术应用于紫外激光装置领域，具体是一种高功率紫外连续波激光装置。

技术介绍

[0002]紫外连续波激光在光谱学、生物分析、光学数据存储、高分辨率印刷和医学等领域有着重要的应用价值。紫外连续波激光目前常见的实现手段包括：
[0003](1)传统固体或光纤激光多次谐波方案。该方案多采用掺钕(Nd)激光作为基波，通过腔内或腔外的方式实现三次谐波(波长约355nm)或四次谐波(波长约266nm)来实现紫外连续波激光。但是，多次谐波方案比较突出的问题是系统复杂、稳定性差，效率很低。
[0004](2)气体激光器。例如，363nm的氩离子激光器和320nm氦
‑
镉激光器。但是，气体激光器体积庞大、效率低、输出功率低、价格昂贵。
[0005](3)蓝光半导体激光泵浦掺镨(Pr)可见光激光腔内倍频方案。该方案采用蓝光半导体激光作为泵浦源，来抽运稀土离子镨，产生的基波为可见光激光，再进一步腔内倍频，获得连续波紫外激光。该方案是当前实现紫外连续波激光最简单高效的技术途径。为了获得高功率的连续波紫外激光，需要高功率泵浦源。然而，当前，一方面，高功率蓝光半导体激光的光束质量很差，这对基波可见光和倍频紫外激光的高效产生是极为不利的；另一方面，掺镨晶体氟化物的机械性能较差，在较高功率泵浦光抽运的情况下都容易碎裂。这两方面因素结合在一起，对利用这种方案实现高功率连续波紫外激光造成了极大的制约，导致当前用蓝光半导体激光作为泵浦源的掺镨倍频紫外连续波激光的输出功率仍然十分受限，例如320nm紫外激光的功率刚刚达到瓦级输出。
[0006]日本学者SHOGO FUJITA等人论文“Intracavity second
‑
harmonic pulse generation at261 and 320nm with a Pr
3+
:YLF laserQ
‑
switched by a Co
2+
:MgAl2O
4 spinel saturableabsorber”发表于Optics Express Vol.27,No.26,38134
‑
38146.公开了一种如图4所示的蓝光半导体激光双端泵浦掺镨腔内倍频紫外脉冲激光器装置其采用了四个蓝光半导体激光泵浦才能输出紫外连续波激光，使得装置结构复杂、造价高昂且维修和使用均较为困难。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种高功率紫外连续波激光装置。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术的一种高功率紫外连续波激光装置，其包括第一蓝光半导体激光器和第二蓝光半导体激光器；
[0009]所述第一蓝光半导体激光器的光路上依序设有第一非球面聚焦透镜和第一谐振腔镜；
[0010]所述第二蓝光半导体激光器的光路上依序设有第二非球面聚焦透镜、第二谐振腔镜和掺镨激光增益介质；
[0011]所述第一谐振腔镜的反射光路上设有谐振腔镜组，所述谐振腔镜组的反射光路上依序设有非线性晶体和滤波器，所述谐振腔镜组用于使从低掺杂浓度掺镨激光增益介质输出的基波光经非线性晶体一端射入经反射后再由该端射出；
[0012]所述第一蓝光半导体激光器和第二蓝光半导体激光器同时输出激光分别由第一非球面聚焦透镜和第二非球面聚焦透镜聚焦后透射第一谐振腔镜和第二谐振腔镜再从两端对低掺杂浓度掺镨激光增益介质进行抽运，输出的基波光经第一谐振腔镜、第二谐振腔镜和谐振腔镜组反射后经非线性晶体一端射入经反射后再由该端射出至滤波器输出高功率紫外连续波激光。
[0013]作为一种可能的实施方式，进一步的，所述谐振腔镜组包括第三谐振腔镜和第四谐振腔镜，经所述低掺杂浓度掺镨激光增益介质输出的基波光经第一谐振腔镜反射至第三谐振腔镜再由第三谐振腔镜反射射入非线性晶体后输出倍频光经第四谐振腔镜反射形成Z字结构激光腔后经滤波器输出紫外连续波激光。
[0014]作为一种可能的实施方式，进一步的，所述第一蓝光半导体激光器与第一非球面聚焦透镜之间设有用于将第一蓝光半导体激光器输出的激光经反射导向至第一非球面聚焦透镜的高反平面镜组。
[0015]作为一种可能的实施方式，进一步的，所述谐振腔镜组包括第三谐振腔镜，经所述低掺杂浓度掺镨激光增益介质输出的基波光经第一谐振腔镜反射后从非线性晶体一端射入后至第三谐振腔镜反射再由该端射出，射出的倍频光透射第一谐振腔镜形成V字结构激光腔后经滤波器输出高功率紫外连续波激光。
[0016]作为一种可能的实施方式，进一步的，所述第一谐振腔镜和第二谐振腔镜均对蓝光高透对基波光高反。
[0017]作为一种可能的实施方式，进一步的，所述第三谐振腔镜对基波光高反对倍频光高透，所述第四谐振腔镜对基波光和倍频光均高反。
[0018]作为一种可能的实施方式，进一步的，所述低掺杂浓度掺镨激光增益介质为Pr:LiYF4晶体。
[0019]作为一种可能的实施方式，进一步的，所述非线性晶体为LBO晶体。
[0020]本专利技术采用以上技术方案，具有以下有益效果：本专利采用2个蓝光半导体激光泵浦源从激光谐振腔的两端对低掺杂浓度掺镨激光增益介质进行抽运，相比现有技术结构更加合理简单，同时能够获得掺镨倍频紫外连续波激光并保持高功率输出。
附图说明
[0021]下面结合附图与具体实施方式对本专利技术做进一步详细的说明：
[0022]图1为本专利技术实施例1结构示意图；
[0023]图2为本专利技术实施例2结构示意图；
[0024]图3为本专利技术实施例3结构示意图；
[0025]图4为本专利技术
技术介绍
示意图；
[0026]图5为本专利技术实验研究中掺镨640nm基波激光腔内倍频获得最高3.07W紫外约320nm连续波激光输出功率曲线图；
[0027]图6为本专利技术实验中记录的20分钟内320nm紫外连续波激光保持最大功率输出的
稳定性图；
[0028]图7为本专利技术实验研究中320nm紫外激光波长，峰值为319.79nm的归一化强度表；
[0029]图8为本专利技术实验研究中320nm紫外激光光斑示意图。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0031]实施例1
[0032]如图1所示，本专利技术提供了一种高功率紫外连续波激光装置，其包括第一蓝光半导体激光器1.1和第二蓝光半导体激光器1.2；
[0033]所述第一蓝光半导体激光器1.1的光路上依序设有第一非球面聚焦透镜2.1和第一谐振腔镜3.1；
[0034]所述第二蓝光半导体激光器1.2的光路上依序设有第二非球面聚焦透镜2.2、第二谐振腔镜3.2和掺镨激光增益介质4；
[0035]所述第一谐振腔镜3.1的反射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高功率紫外连续波激光装置，其特征在于：其包括第一蓝光半导体激光器和第二蓝光半导体激光器；所述第一蓝光半导体激光器的光路上依序设有第一非球面聚焦透镜和第一谐振腔镜；所述第二蓝光半导体激光器的光路上依序设有第二非球面聚焦透镜、第二谐振腔镜和掺镨激光增益介质；所述第一谐振腔镜的反射光路上设有谐振腔镜组，所述谐振腔镜组的反射光路上依序设有非线性晶体和滤波器，所述谐振腔镜组用于使从掺镨激光增益介质输出的基波光经非线性晶体一端射入经反射后再由该端射出；所述第一蓝光半导体激光器和第二蓝光半导体激光器同时输出激光分别由第一非球面聚焦透镜和第二非球面聚焦透镜聚焦后透射第一谐振腔镜和第二谐振腔镜再从两端对掺镨激光增益介质进行抽运，输出的基波光经第一谐振腔镜、第二谐振腔镜和谐振腔镜组反射后经非线性晶体一端射入经反射后再由该端射出至滤波器输出高功率连续波紫外激光。2.根据权利要求1所述的一种高功率紫外连续波激光装置，其特征在于：所述谐振腔镜组包括第三谐振腔镜和第四谐振腔镜，经所述掺镨激光增益介质输出的基波光经第一谐振腔镜反射至第三谐振腔镜再由第三谐振腔镜反射射入非线性晶体后输出倍频光经第四谐振腔镜反射形成Z字结构激光腔后经滤波器输出连续波紫外激光。3.根据权利要求2所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐斌，张腾，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：新型
国别省市：