光纤端面泵浦布儒斯特角腔内选频355nm紫外激光器制造技术

本实用新型专利技术涉及光纤端面泵浦布儒斯特角腔内选频355nm紫外激光器。808nm半导体激光器产生泵浦激光并通过808nm导出光纤导入耦合头聚焦；聚焦的808nm泵浦激光通过平凸前反镜进入平凸谐振腔；激发YVO4晶体，产生1064nm激光；1064nm激光在平凸谐振腔内持续激发振荡，产生混合激光，混合激光从三倍频LBO晶体的布儒斯特角出射，分成不同偏转角度的光束，其中355nm激光经基片过滤后进入功率衰减器，调整功率后进入扩束镜，调整光斑直径和发散角后经输出窗口镜输出。非355nm垃圾光经转折棱镜进入垃圾光回收站。本实用新型专利技术结构巧妙，设计合理，能恒定激光器内部各模块温度，稳定激光输出功率和光学质量。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种紫外激光器，具体地说是一种光纤端面泵浦布儒斯特角腔内选频355nm紫外激光器，属于紫外光发生装置

技术介绍
激光是近代科学技术中的重大专利技术之一，其中，355nm紫外激光在非金属以及精密加工中的应用价值尤其突出。全球对优质的冷光源激光器的需求日益增加，应用领域不断扩大。获取光束质量优良，频率单一，能长效稳定运行的紫外激光，对精密加工行业和非金属加工行业，意义重大。从激光产业发展和经济效益出发，也是大势所趋。紫外激光属于短波长，冷光源，加工的效应是通过短波长激光，直接被材料的分子或原子吸收，打断物质的分子链，使其脱落，或改变其分子属性，从而达到切割、蚀刻、打标等不同的加工效果，对所加工材料的热影响极低。不同于长波长激光使材料产生高温，表层物质气化的过程，激光光斑附件的材料，会有较强的热影响。几乎所有材料对紫外激光的吸收率都极高，同红外激光比较，紫外激光除铜材质意外，适合加工的材质更加广泛。355nm紫外激光器，输出波长短，能量集中，激光聚焦光斑极小，聚焦点可以小到几个微米数量级，加之355nm波长热效应小，能在很大程度上降低被加工材料的机械变形和热破坏，在精密材料微加工，紫外固化，光刻等领域有广泛的应用前景。功率稳定，光学质量高，频率单一的紫外激光器才能将紫外激光的加工优势完全体现出来，品质不佳的紫外激光器大大限制了紫外激光的应用。紫外激光的产生，主要是将波长较长的红外激光，通过倍频晶体的多次非线性转换而获得。由于355nm激光能被包括光学器件在内的几乎所有材料吸收，容易损伤光学器件；非线性晶体的转换效率极易受温度变化影响，造成激光器功率不稳定；加之整个激光器光路内有808nm，1064nm，532nm，355nm等多种波长的激光，如果355nm波长的激光输出时，掺杂了较多的其他波长激光，会造成激光器加工效果不佳。所以要获得功率稳定，光学质量高，频率纯净的紫外激光，对紫外激光器的光学、热学、电学以及机械等综合设计的要求很高。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种光纤端面泵浦布儒斯特角腔内选频355nm紫外激光器，其结构巧妙，设计合理，能够恒定激光器内部各模块的温度，稳定激光的输出功率和光学质量。按照本技术提供的技术方案:光纤端面泵浦布儒斯特角腔内选频355nm紫外激光器，其特征在于:包括固定安装在激光器壳体内的激光电源接口、控制信号航空插头、808nm半导体激光器、Q开关驱动器、808nm导出光纤、后反镜、耦合头、三倍频LBO晶体、平凸前反镜、YV04晶体、声光Q开关、转折镜、垃圾光回收站、基片、功率衰减器、扩束镜、输出窗口镜、转折棱镜、二倍频LBO晶体和射频信号转接头；所述808nm半导体激光器的电源接入端连接激光电源接口，激光电源接口固定在激光器壳体上，激光电源接口的接入端露出在激光器壳体外；所述控制信号航空插头固定安装在激光器壳体上，控制信号航空插头的接入端露出在激光器壳体外；所述808nm导出光纤一端与808nm半导体激光器的出射端连接，808nm导出光纤另一端连接耦合头，808nm半导体激光器产生的泵浦激光通过808nm导出光纤导入耦合头聚焦，聚焦的808nm泵浦激光通过耦合头出射，进入平凸谐振腔；所述平凸谐振腔主要是由后反镜、三倍频LBO晶体、平凸前反镜、YV04晶体、声光Q开关、转折镜和二倍频LBO晶体组成，所述平凸前反镜、YV04晶体、声光Q开关和转折镜沿808nm泵浦激光的出射方向自后向前顺次设置，808nm泵浦激光通过平凸前反镜进入并激发YV04晶体，产生1064nm激光；1064nm激光经声光Q开关进入转折镜，经转折镜后折反出射，声光Q开关经射频信号转接头与Q开关驱动器电连接；所述三倍频LBO晶体设置在经转折镜折反出射的1064nm激光出射方向的前方，转折镜折反出射的1064nm激光经三倍频LBO晶体折射后出射；所述二倍频LBO晶体和后反镜顺次设置在经三倍频LBO晶体折射射出的1064nm激光出射方向的前方，三倍频LBO晶体出射的1064nm激光经过二倍频LBO晶体后进入后反镜并原路反射，后反镜反射回来的1064nm激光在经过二倍频LBO晶体时，部分被非线性转换成532nm激光；532nm激光和1064nm激光在经过三倍频LBO晶体时，非线性转换成355nm紫外激光；1064nm激光、532nm激光和355nm激光组成的混合激光从三倍频LBO晶体的布儒斯特角出射，该混合激光出射光束按折射率不同分成不同偏转角度的光束；所述基片、功率衰减器和扩束镜自后向前顺次设置在混合激光出射光束中355nm激光的出射路线上，混合激光出射光束中的355nm激光经基片过滤后进入功率衰减器，经功率衰减器调整功率后进入扩束镜，经扩束镜调整光斑直径和发散角后经安装在激光器壳体上的输出窗口镜输出；所述转折棱镜设置在混合激光出射光束中非355nm激光的出射路线上，混合激光出射光束中的非355nm激光经转折棱镜转折后出射，在该出射光出射方向的前方设置有垃圾光回收站，非355nm的激光经转折棱镜折射后进入垃圾光回收站。作为本技术的进一步改进，所述激光器壳体底部对应808nm半导体激光器安装位置的部位设有第一热交换模块槽，激光器壳体底部对应三倍频LBO晶体和二倍频LBO晶体安装位置的部位设有第二热交换模块槽，第二热交换模块槽和第一热交换模块槽内均固定设置有热交换模块。作为本技术的进一步改进，所述808nm半导体激光器下方依次设置有808nm泵浦激光器储热基板和808nm泵浦激光器TEC制冷片，808nm半导体激光器固定在808nm泵浦激光器储热基板上，808nm泵浦激光器储热基板固定在激光器壳体的底面上，808nm泵浦激光器TEC制冷片的顶部与808nm泵浦激光器储热基板的底部接触，808nm泵浦激光器TEC制冷片的底部与第一热交换模块槽内的热交换模块的顶部接触；所述三倍频LBO晶体下方设置有三倍频LBO晶体TEC制冷片，所述二倍频LBO晶体下方设置有二倍频LBO晶体TEC制冷片，三倍频LBO晶体TEC制冷片和二倍频LBO晶体TEC制冷片固定在前腔底部内表面上；三倍频LBO晶体TEC制冷片、二倍频LBO晶体TEC制冷片和808nm泵浦激光器TEC制冷片均与TEC电源控温驱动板电连接，TEC电源控温驱动板与控制信号航空插头电连接，控制信号航空插头给TEC电源控温驱动板提供电源和通信接口 ；TEC电源控温驱动板通过安装在隔板上的电气过渡端子闭环双向控制二倍频LBO晶体TEC制冷片、三倍频LBO晶体TEC制冷片和808nm泵浦激光器TEC制冷片，保证三倍频LBO晶体、二倍频LBO晶体和808nm半导体激光器工作过程中恒温。作为本技术的进一步改进，所述热交换模块包括水冷块和水冷管道，所述水冷管道的入口端连接入水嘴，水冷管道的出口端连接出水嘴。作为本技术的进一步改进，所述入水嘴和出水嘴均位于激光器壳体尾部。作为本技术的进一步改进，所述激光器壳体内还安装有激光器指示红光发生器，所述激光器指示红光发生器与控制信号航空插头电连接，控制信号航空插头给激光器指示红光发生器提供电源和通信接口 ；激光器指示红光发生器的红光出射方向朝向紫外本文档来自技高网...

【技术保护点】
光纤端面泵浦布儒斯特角腔内选频355nm紫外激光器，其特征在于：包括固定安装在激光器壳体（41）内的激光电源接口（1）、控制信号航空插头（2）、808nm半导体激光器（5）、Q开关驱动器（6）、808nm导出光纤（9）、后反镜（10）、耦合头（11）、三倍频LBO晶体（12）、平凸前反镜（13）、YVO4晶体（14）、声光Q开关（15）、转折镜（17）、垃圾光回收站（18）、基片（19）、功率衰减器（20）、扩束镜（21）、输出窗口镜（22）、转折棱镜（24）、二倍频LBO晶体（27）和射频信号转接头（30）；所述808nm半导体激光器（5）的电源接入端连接激光电源接口（1），激光电源接口（1）固定在激光器壳体（41）上，激光电源接口（1）的接入端露出在激光器壳体（41）外；所述控制信号航空插头（2）固定安装在激光器壳体（41）上，控制信号航空插头（2）的接入端露出在激光器壳体（41）外；所述808nm导出光纤（9）一端与808nm半导体激光器（5）的出射端连接，808nm导出光纤（9）另一端连接耦合头（11），808nm半导体激光器（5）产生的泵浦激光通过808nm导出光纤（9）导入耦合头（11）聚焦，聚焦的808nm泵浦激光通过耦合头（11）出射，进入平凸谐振腔；所述平凸谐振腔主要是由后反镜（10）、三倍频LBO晶体（12）、平凸前反镜（13）、YVO4晶体（14）、声光Q开关（15）、转折镜（17）和二倍频LBO晶体（27）组成，所述平凸前反镜（13）、YVO4晶体（14）、声光Q开关（15）和转折镜（17）沿808nm泵浦激光的出射方向自后向前顺次设置，808nm泵浦激光通过平凸前反镜（13）进入并激发YVO4晶体（14），产生1064nm激光；1064nm激光经声光Q开关（15）进入转折镜（17），经转折镜（17）后折反出射，声光Q开关（15）经射频信号转接头（30）与Q开关驱动器（6）电连接；所述三倍频LBO晶体（12）设置在经转折镜（17）折反出射的1064nm激光出射方向的前方，转折镜（17）折反出射的1064nm激光经三倍频LBO晶体（12）折射后出射；所述二倍频LBO晶体（27）和后反镜（10）顺次设置在经三倍频LBO晶体（12）折射射出的1064nm激光出射方向的前方，三倍频LBO晶体（12）出射的1064nm激光经过二倍频LBO晶体（27）后进入后反镜（10）并原路反射，后反镜（10）反射回来的1064nm激光在经过二倍频LBO晶体（27）时，部分被非线性转换成532nm激光；532nm激光和1064nm激光在经过三倍频LBO晶体（12）时，非线性转换成355nm紫外激光；1064nm激光、532nm激光和355nm激光组成的混合激光从三倍频LBO晶体（12）的布儒斯特角出射，该混合激光出射光束按折射率不同分成不同偏转角度的光束；所述基片（19）、功率衰减器（20）和扩束镜（21）自后向前顺次设置在混合激光出射光束中355nm激光的出射路线上，混合激光出射光束中的355nm激光经基片（19）过滤后进入功率衰减器（20），经功率衰减器（20）调整功率后进入扩束镜（21），经扩束镜（21）调整光斑直径和发散角后经安装在激光器壳体（41）上的输出窗口镜（22）输出；所述转折棱镜（24）设置在混合激光出射光束中非355nm激光的出射路线上，混合激光出射光束中的非355nm激光经转折棱镜（24）转折后出射，在该出射光出射方向的前方设置有垃圾光回收站（18），非355nm的激光经转折棱镜（24）折射后进入垃圾光回收站（18）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾军河，李建军，
申请(专利权)人：无锡庆源激光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32