一种可连续调谐的全固态紫外激光器制造技术

本发明专利技术涉及一种激光装置，尤其涉及一种可实现连续调谐输出的全固态紫外激光器，属光电子、激光领域。本发明专利技术主要解决在可调谐激光器中，要实现宽波段（调谐范围大于２００ｎｍ）可调谐激光输出，需换用不同波段输出镜、重新调整腔结构以及输出的不同波段之间存在交叉重叠的问题。主要采用的技术方案是本发明专利技术的可实现连续调谐全固态紫外激光器的输出镜（６）抛光面沿Ｘ轴可以分为两部分、三部分、四部分分别镀膜。这样只需旋转全反镜（５）即可实现宽波段可调谐激光输出，谐振腔不需重新调整。进而通过倍频实现可调谐紫外光输出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种激光装置，尤其涉及一种可实现连续调谐输出的全固态 紫外激光器。属光电子、激光领域。技术背景全固态可调谐激光器由于具有体积小、功率高、波长可调等特点在许多领域都有重要应用。钛宝石激光器更由于其增益曲线宽(660nm 1100nm)的 特点倍受关注。但在以往的实验研究中，为了获得调谐范围大于200nm的可 调谐激光输出， 一般采用换用不同输出镜的方法，即输出不同波段的光需要 换用不同波段的输出镜。例如要获得700 1000rim之间可调谐输出，那么需 要使用700 850nm和850 1000nm两种输出镜分别获得700 850nm和850 1000nm可调谐输出。由于要换用输出镜，激光器谐振腔需要重新调整；另外， 输出的各不同波段之间还有交叉重叠，即在上一个波段输出的某些波长在下 一个波段内还会出现，所以激光器操作起来不但程序复杂，而且还严重影响 了仪器的使用效率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服上述激光器需换用不同波段输出镜、 重新调整腔结构来实现宽波段(调谐范围大于200nm)可调谐激光输出以及不 同输出波段之间有交叉重叠的缺点。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案。本激光器主要包括泵 浦源1、第一光学耦合透镜2a、第二光学耦合透镜2b、激光增益介质3、调 谐元件4、全反镜5、输出镜6、倍频晶体7和光路转折镜8，其特征在于-所述的输出镜6可以根据泵浦源1功率和连续调谐激光器输出带宽的不同， 其抛光面沿X轴可以分为两部分或分为三部分或分为四部分分别镀膜。要实现700 900nm连续调谐输出，所述的输出镜6抛光面沿X轴分为两部分镀膜，镀两种带宽为100nm膜系——700 800nm和800 900nm;输出 镜6抛光面的一半镀700 800nm的部分反射膜，700nm透过率为T=4 8%， 每lOnm透过率增加1% 2%，则800nm的透过率为T=18% 20%;另一半 镀800 900nm的部分反射膜，800nm透过率为T=18% 20%，每lOnm透过 率降低1% 2%，则900nm的透过率为T=4% 8%。要实现600 900nm连续调谐输出，那么所述的输出镜6抛光面沿X轴 分为三部分镀膜时，镀三种带宽为100nm膜系——600 700nm 、 700 800nm 和800 900nm。输出镜6剖光面的三分之一镀600 700nm的部分反射膜， 700nm透过率为T=4 8%，每lOnm透过率降低0. 1% 0. 2%，贝U 600nm的透 过率为T=2% 7%;输出镜中间的三分之一镀700 800nm的部分反射膜， 700nm透过率为T=4 8%，每lOnm透过率增加1 % 2%，则800nm的透过率 为丁=18% 20%;剩下的三分之一镀800 900nm的部分反射膜，800nm透过 率为1^18% 20%，每10nm透过率降低2%，则900nm的透过率为T=4% 8%要实现600 1000nm连续调谐输出，那么所述的输出镜6抛光面沿X轴 分为四部分镀膜时，镀四种带宽为100nm膜系——600 700nm 、 700 800nm、 800 900nm和900 1000nm。输出镜6剖光面的四分之一镀600 700nm的部 分反射膜，700nm透过率为T=4% 8%，每lOnm透过率降低0. 1 % 0. 2%， 则600nm的透过率为T=2% 7%;输出镜的四分之一镀700 800nm的部分反 射膜，700nm透过率为T=4% 8%，每lOnm透过率增加1 % 2% ，则800nm 的透过率为T=18% 20%;四分之一镀800 900nm的部分反射膜，800nm透 过率为丁=20%，每10nm透过率降低1% 2%，贝U 900nm的透过率为T=4% 8 %。剩下的四分之一镀900 1000nm的部分反射膜，900nm透过率为T=4% 8 %，每10nm透过率降低0.1X 0. 2%，则1000nm的透过率大概为T=2% 7%所述的泵浦源1采用输出被长为532nm的LD列阵泵浦Nd: YAG倍频激光器或者采用输出波长为532nm的灯泵Nd倍频激光器或者采用输出波长为 532nm的氩离子激光器。所述的泵浦源1输出的方式是连续、准连续、脉冲三种不同方式中的任何一种。所述的激光增益介质3为可实现调谐输出的钛宝石激光晶体(Ti : Al A)或 为紫翠宝石(Cr:BeAl204)或为镁橄榄石(Cr:Mg2Si04)或为掺络的钇钕石榴 石(Cr4:YAG)。所述的调谐元件4可以是棱镜也可以是光栅等其他调谐元件。可以同一 种类也可以不同种类调谐元件同时使用；调谐元件使用的数量可以是一个也 可以是多个。所述的倍频晶体7为LBO (三硼酸锂)或KTP (磷酸钛氧钾)或BBO (偏 硼酸钡)或KNbCb (铌酸锂)，可以温度调谐，也可以角度调谐，从而实现从 紫外到可见光的倍频激光的输出。倍频晶体7除可以放置在输出镜6之外实 现腔外倍频之外，亦可以放置在输出镜6之内实现腔内倍频。谐振腔型可以是线性腔型结构或折叠腔型结构，也可以是环型腔结构。 本专利技术的原理是利用不同波长的光通过棱镜后因折射率的不同在空间会色 散开，那么在调谐输出镜上针对不同波长的光对应的位置就不同，即不同波 长的光在调谐输出镜上按次序一维排列。利用这一特点，并按不同波长的光 在增益介质中增益大小的不同，对输出镜的膜系进行设计，以保证低增益波 段(靠近660nm和1100nm的波段)也能起振。本专利技术的可实现连续调谐全固态紫外激光器，通过采用上述技术方案， 不需要更换输出镜、不需重新调整谐振腔，只需旋转全反镜5就可以实现调 谐范围大于200nm的连续调谐输出。而且输出的两波段之间没有交叉重叠。 通过倍频以后可以实现紫外及可见光连续调谐输出。 附图说明图1是本专利技术的可实现连续调谐全固态紫外激光器实施的结构示意图图2是本专利技术的可实现连续调谐全固态紫外激光器输出端镜的膜系示意图图中1、泵浦源，2a、第一光学耦合透镜，2b、第二光学耦合透镜，3 激光增益介质，4调谐元件，5、全反镜，6输出镜，7倍频晶体，8、光路转折镜。具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。 本专利技术中所述的各部分镀膜的带宽可以在50 200nm之间选择。 如果采用钛宝石作为激光增益介质，对应的输出波长为660nm 1100nm， 倍频光对应为330nm 550nm。第一光学耦合透镜2a可以选焦距100 300nm 的正透镜，第二光学耦合透镜2b可以选焦距40 100nm的正透镜。泵浦源1 可以为输出波长为532nm的LD列阵泵浦Nd: YAG倍频激光器或者为输出波长 为532nm的灯泵Nd倍频激光器，也可以为输出波长为532nm的氩离子激光器。 泵浦源1输出的方式是连续或为准连续或为脉冲。激光增益介质3可以选为 能够实现调谐输出的钛宝石激光晶体，也可以为紫翠宝石或者为镁橄榄石、 Cr4:YAG、 Cr丄iSAF。调谐元件4可以是棱镜或者是光栅等其他调谐元件，调 谐元件4的数量可以是一个或者是多于一个。倍频晶体7可以为三硼酸锂、 磷酸钛氧钾、偏硼酸钡、铌酸锂。倍频晶体7放置在输出镜6之外实现腔外 倍频之外，也可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可连续调谐的全固态紫外激光器，包括泵浦源（１）、第一光学耦合透镜（２ａ）、第二光学耦合透镜（２ｂ）、激光增益介质（３）、调谐元件（４）、全反镜（５）、输出镜（６）、倍频晶体（７）和光路转折镜（８），其特征在于：所述的输出镜（６）的抛光面沿Ｘ轴分为两部分或分为三部分或分为四部分分别镀膜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李港，李平雪，陈檬，黄道波，张大鹏，颜凡江，庞庆生，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]