本发明专利技术提供一种实现小型化、高亮度、高效率、长寿命的紫外激光装置。该紫外激光装置具备：激励用半导体激光器(1、1A)；光纤激光介质(10)，其入射有来自激励用半导体激光器的激励激光并进行激光振荡；以及波长转换用外部谐振器(20)，其对在光纤激光介质振荡的激光进行波长转换，从波长转换用外部谐振器输出至少0.1W的紫外区连续波。的紫外区连续波。的紫外区连续波。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】紫外激光装置
[0001]本专利技术涉及一种输出紫外激光的紫外激光装置。
技术介绍
[0002]以往，作为光造形方式的3D打印机或紫外光的激光标记器等的激光光源，使用紫外激光装置。作为该紫外激光装置，目前使用He－Cd激光装置(振荡波长325nm)或YAG激光装置(振荡波长355nm)。
[0003]专利文献1公开了如下的紫外激光装置，其具有产生基波光的激光光源和将该基波光及其高次谐波光中的至少一方作为入射光而波长转换为紫外激光的波长转换晶体，其中，使所述基波光及其高次谐波光中的至少一方和所述紫外激光中的任一方透过且使另一方反射的反射面，在所述波长转换晶体的内部形成在相对于所述基波光及其高次谐波光中的至少一方的光轴倾斜的方向上(权利要求1)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献1：日本特开2012－177806号公报
[0006]专利技术要解决的课题
[0007]He－Cd激光装置为大型，为了得到50mW的输出，装置壳体例如为146
×
197
×
1400mm左右大小的装置，其效率不足0.01％。另外，由于镉原料蒸发，根据激光管的短寿命，必须每年进行一次维护。
[0008]YAG激光装置由于其振荡波长位于近红外区，因此为了得到紫外光，需要最低进行2次使用非线性光学晶体的波长转换。波长转换的次数直接导致装置内的元件、成本的增加，并成为输出的稳定性和光束质量降低的主要原因。由于以上原因，因此，期望实现小型化、高亮度、高效率及长寿命的紫外激光装置。
[0009]专利文献1的紫外激光装置具有将入射光波长转换为紫外区波长的波长转换晶体，但该波长转换晶体在内部需要相对于光轴倾斜的反射面，该反射面由多个光学部件构成，因此波长转换晶体的结构变得复杂。
技术实现思路
[0010]本专利技术鉴于上述现有技术的问题，其目的在于提供一种实现小型化、高亮度、高效率、长寿命的紫外激光装置。
[0011]本专利技术人等为了实现上述目的，对以下事项进行了深入研究，从而完成了本专利技术。
[0012](1)为了实现高亮度，需要高输出和高光束质量，使用光纤激光器是最佳的。但是，在将一般的石英玻璃作为母材而掺杂稀土类的光纤激光器中，振荡波长成为近红外，为了成为紫外光，需要2次波长转换，效率和光束品质的降低成为课题。
[0013](2)为了提高效率，考虑使用以在可见区具有振荡波长的氟化物为母材的光纤激光器。在氟化物光纤激光器中，波长转换一次就能得到紫外光，效率提高。
[0014](3)为了有效地激励光纤激光器，优选将2个半导体激光器的输出合成，使用光纤
进行光传输并与光纤激光器耦合。
[0015](4)当光纤自身的温度随着高输出而上升时，输出饱和进一步降低。与此相对，通过将热传导率高、线膨胀率接近于纤维(光纤)材料的金属材料用于壳体或套圈，纤维(光纤)的热高效地散热，能够提高激励输出，减轻输出的饱和降低。
[0016](5)通过将外部谐振器内的具有高次谐波发生功能的非线性光学晶体用作基波谐振器反射镜，成为对准自由，输出稳定性提高。
[0017]为了实现上述目的中的至少一个，反映了本专利技术的一方面的紫外激光装置具备：激励用半导体激光器；光纤激光介质，其入射有来自所述激励用半导体激光器的激励激光并进行激光振荡；波长转换用外部谐振器，其对在所述光纤激光介质振荡的激光进行波长转换，从所述波长转换用外部谐振器输出至少0.1W的紫外区连续波。
[0018]根据该紫外激光装置，通过来自激励用半导体激光器的激励激光，光纤激光介质进行激光振荡，利用波长转换用外部谐振器进行该振荡的激光的波长转换，从而输出至少0.1W的紫外区连续波，实现小型化，能够实现高亮度、高效率、长寿命的紫外激光装置。
[0019]在上述紫外激光装置中，优选所述激励用半导体激光器的振荡波长为445
±
5nm，所述光纤激光介质由添加镨(Pr)的氟化物材料构成。由此，波长转换1次就能得到紫外激光，效率提高。
[0020]另外，优选所述波长转换用外部谐振器具有：兼作所述波长转换用的高次谐波发生功能和光共轭反射镜的1个非线性光学晶体、多个高反射率反射镜、相位控制用反馈机构。通过使非线性光学晶体兼作光共轭反射镜，成为自由状态，不需要或容易进行装置内的光轴等的对准调整，另外，激光的输出稳定性提高。另外，通过相位控制用反馈机构，相对于外部气温等环境变化，激光的输出稳定性提高。
[0021]另外，优选具备用于在所述激励用半导体激光器与所述光纤激光介质之间进行光传输的光纤。由此，能够高效地从激励用半导体激光器向光纤激光介质进行光传输。
[0022]另外，优选的是，具备：插入到所述光纤激光介质的端部的套圈、收纳所述光纤激光介质并由所述套圈支承的壳体，所述壳体和所述套圈分别由与所述光纤激光介质的材料的热膨胀系数近似的金属材料构成。由此，光纤激光介质的热高效地散热，能够提高激励输出，能够减轻输出的饱和降低，能够实现高效率的输出。
[0023]上述紫外激光装置能够产生波长320nm以下的紫外激光。
[0024]专利技术的效果
[0025]根据本专利技术，能够实现达成小型化、高亮度、高效率、长寿命的紫外激光装置。
附图说明
[0026]图1是表示本实施方式的紫外激光装置的概略结构的光路图。
[0027]图2是概略地表示收纳图1的氟化物光纤的壳体的正面图(a)及侧面图(b)。
[0028]图3是表示安装在图2(a)的氟化物光纤的端部的套圈的图。
[0029]图4是表示本实施例的图1的紫外激光装置的输入输出特性的曲线图。
具体实施方式
[0030]以下，使用附图说明用于实施本专利技术的方式。图1是表示本实施方式的紫外激光装
置的概略结构的光路图。图2是概略地表示收纳有图1的光纤的壳体的正面图(a)及侧面图(b)。图3是表示安装在图2(a)的光纤的端部的套圈的图。
[0031]如图1所示，本实施方式的紫外激光装置40具备：使可见光的基波激光振荡的氟化物光纤10；产生激励氟化物光纤10的激光(波长441nm)的激励用半导体激光器1、1A；以及将基波激光的波长(637nm)变更为紫外区波长的外部谐振器20，输出振荡波长318nm的紫外激光。根据本实施方式，能够实现达成小型化、高亮度、高效率、长寿命的紫外激光装置。
[0032]为了实现高输出，通过长轴方向的透镜2、2A和短轴方向的透镜3、3A对2个半导体激光器1、1A的激光进行准直，通过偏振光分束器5对2个激光进行偏振合成，形成1个光束的激励激光。该激励激光由非球面的聚光透镜6聚光于石英光纤7，从石英光纤7射出后，由透镜8准直，由聚光透镜9聚光于氟化物光纤10的包层并输入，由此，形成进行激励激光向氟化物光纤10的传输的结构。通过该结构，能够降低光传输损耗，将半导体激光器1、1A的激光的80％以上输入到氟化物光纤10。在半本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种紫外激光装置，具备：激励用半导体激光器；光纤激光介质，其入射有来自所述激励用半导体激光器的激励激光并进行激光振荡；波长转换用外部谐振器，其对在所述光纤激光介质振荡的激光进行波长转换，从所述波长转换用外部谐振器输出至少0.1W的紫外区连续波。2.如权利要求1所述的紫外激光装置，其中，所述激励用半导体激光器的振荡波长为445
±
5nm，所述光纤激光介质由添加镨(Pr)的氟化物材料构成。3.如权利要求1或2所述的紫外激光装置，其中，所述波长转换用外部谐振器具有：兼作所述波长转换用的高次谐波发生...
【专利技术属性】
技术研发人员：藤本靖，P比南，本越伸二，中原正盛，滨田武，
申请(专利权)人：株式会社金门光波，
类型：发明
国别省市：
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