本发明专利技术公开了一种实现紫外连续激光放大的方法与装置。其中，所述方法包括：将970-980nm的泵浦光输入准直单元进行准直；将准直后的泵浦光输入聚焦单元进行聚焦，然后将聚焦后的泵浦光输入至谐振腔前腔镜；调节光路，使输入至谐振腔前腔镜的光束恰好聚焦在第一激光晶体与第二激光晶体的中间位置，其中第一激光晶体与第二激光晶体平行放置于谐振腔中，并等间距分布在聚焦单元的焦点两侧；第一晶体、第二晶体均为Er3+:YAlO3晶体；调节泵浦光的功率，直至使谐振腔后腔镜外测取的318-322nm的上转换荧光的强度达到最大值。根据本发明专利技术能实现紫外上转换连续激光放大，具有紫外上转换激光放大效果明显、光光转换效率高等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光放大领域，尤其涉及一种实现紫外连续激光放大的方法与装置。
技术介绍
目前，能实现紫外波段连续激光输出的激光器主要为二极管激光器和倍频激光器。但是，二极管激光器的输出功率非常低，很难达到某些领域的使用要求。另外，二极管激光器输出的激光光束质量很差。在大多数情况下，二极管激光器输出激光的光束质量因子M2超过10。虽然采用光学设计方法能使二极管激光器输出激光的光束质量因子接近2，但会导致耗费的成本大大增加。而且即使采用光学设计方法，二极管激光器的输出光束质量也远不如固体激光器及光纤激光器。倍频激光器可以在紫外波段实现连续激光输出，但是目前大多数文献报道中都是脉冲运转模式下的紫外波段倍频激光器。另外，由于倍频激光器中的倍频晶体受非线性系数的影响，其在紫外波段的光光转换效率很低，而且其连续输出的激光的波段更接近紫光。鉴于现有技术中实现紫外波段连续激光输出的二极管激光器和倍频激光器存在的各种缺陷，亟需设计出一种与实现紫外波段连续激光相关的紫外连续激光放大的方法和紫外连续激光放大的装置。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种实现紫外连续激光放大的方法与装置。根据本专利技术的一个方面，提供了一种实现紫外连续激光放大的方法，所述方法包括:Slj# 970-980nm的栗浦光输入准直单元进行准直；S2:将准直后的栗浦光输入聚焦单元进行聚焦，然后将聚焦后的栗浦光输入至谐振腔前腔镜；S3:调节光路，使输入至谐振腔前腔镜的光束聚焦在第一激光晶体与第二激光晶体的中间位置；其中，第一激光晶体与第二激光晶体平行放置于谐振腔中，并等间距分布在聚焦单元的焦点两侧；第一激光晶体、第二激光晶体均为Er3+:YA103晶体；S4:调节栗浦光的功率，使谐振腔后腔镜外测取的318-322nm的上转换荧光的强度达到最大值。优选地，所述栗浦光为976nm ;优选地，所述调节栗浦光的功率，使谐振腔后腔镜外测取的320nm的上转换荧光的强度达到最大值。优选的，所述ΕΓ3+:ΥΑ10#ΕΜΦ的掺杂浓度为0.5%至7%;优选地，所述Er 3+= YAlO3晶体的掺杂浓度为1%。优选的，第一激光晶体、第二激光晶体固定在两侧安装有窗口镜的液氮制冷单元中；输入至谐振腔前腔镜的光束经制冷单元一侧的窗口镜聚焦到第一激光晶体与第二激光晶体的中间位置，并可通过制冷单元另一侧的窗口镜输出。优选的，在步骤SI之前，还包括步骤SO:将栗浦源输出的栗浦光经光纤耦合输出。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种实现紫外连续激光放大的装置，其特征在于，所述装置包括:栗浦源、准直单元、聚焦单元、谐振腔、第一激光晶体、第二激光晶体；其中，第一激光晶体、第二激光晶体平行放置于谐振腔中，并等间距分布于聚焦单元的焦点两侧；第一激光晶体、第二激光晶体均为Er3+ = YAlO3晶体；所述栗浦源用于输出970-980nm的栗浦光；所述准直单元用于将栗浦源输出的栗浦光进行准直；所述聚焦单元用于将准直后的栗浦光进行聚焦；聚焦后的栗浦光经谐振腔前腔镜进入谐振腔，并且聚焦在第一激光晶体与第二激光晶体的中间位置。优选的，所述Εγ'ΥΑΙΟ,ΜΦ的掺杂浓度为0.5%至7% ;优选地，所述Er 3+= YAlO3晶体的掺杂浓度为1%。优选的，所述装置还包括两侧安装有窗口镜的液氮制冷单元。第一激光晶体、第二激光晶体固定安装在制冷单元中，并且第一激光晶体、第二激光晶体与所述窗口镜平行放置。所述输入至谐振腔前腔镜的光束经制冷单元一侧的窗口镜聚焦到第一激光晶体与第二激光晶体的中间位置，并能够通过制冷单元另一侧的窗口镜输出。优选的，所述制冷单元的窗口镜两面镀有对970-980nm、315-325nm高透过的膜。优选的，所述装置还包括光纤耦合输出单元；所述光纤耦合输出单元用于将栗浦源产生的栗浦光进行耦合输出。优选的，所述Er3+: YAlO;体的双端面镀有对315-325nm、970_980nm高透过的膜。优选的，所述谐振腔为平凹腔。优选的，所述平凹腔为L型平凹腔。所述L型平凹腔包括:二色镜、激光全反镜、激光输出镜。其中，所述激光全反镜为平凹镜；所述激光输出镜为平平镜。所述二色镜与光轴成45度角倾斜放置，并且第一激光晶体、第二激光晶体放置在二色镜与激光全反镜的凹面之间。优选的，所述二色镜双面45度镀有970-980nm高透过率的膜，单面45度镀有315-325nm高反射率的膜。优选的，所述激光全反镜的凹面镀有315-325nm高反射率的膜；并且所述激光全反镜的凹面的曲率半径为-150mm。优选的，所述激光输出镜的输出端面镀有315-325nm透过率为I %的膜。优选的，所述L型谐振腔的长度为112mm。本专利技术提供的技术方案中，通过970-980nm的栗浦光栗浦两块激光晶体实现了318-322nm的连续波激光放大；通过将栗浦光聚焦到两块激光晶体中间位置，增大了晶体表面的栗浦光斑，有利于增加晶体的热透镜长度，提高注入到晶体中的栗浦光功率；通过将两块激光晶体平行分离放置，并采用液氮制冷，有利于缓解晶体的热效应；通过选用平凹腔有利于在激光输出镜处获得较小的上转换荧光光斑。本专利技术还提供了一种实现紫外连续激光放大的装置，所述装置能带来上述方法所能带来的所有有益效果。【附图说明】图1为实现紫外连续激光放大的方法流程图；图2为实现紫外连续激光放大的装置结构示意图；1、栗浦源；2、准直单元；3、聚焦单元；4、二色镜；5、第一激光晶体；6、第二激光晶体；7、激光全反镜；8、激光输出镜；9、谐振腔。【具体实施方式】为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本专利技术进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本专利技术的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本专利技术的这些方面。在现有技术中实现紫外波段连续激光输出的激光器中，二极管激光器输出的光束质量较差、输出功率较低，倍频激光器输出的激光波长更接近紫光、光光转换效率很低。因此，亟需设计出一种与实现紫外波段连续激光相关的紫外连续激光放大的方法和紫外连续激光放大的装置。本专利技术的主要思路为，将970-980nm的栗浦光进行准直、聚焦；调节光路使栗浦光恰好聚焦在两块分离放置的第一激光晶体、第二激光晶体的中间位置；栗浦第一激光晶体和第二激光晶体，通过上转换过程产生紫外波段的荧光；通过谐振腔的设计实现上转换荧光的放大。下面结合附图详细说明本专利技术实施例的技术方案。本专利技术中实现紫外连续激光放大的方法流程如图1所示，具体包括以下步骤:S1:将中心波长为970-980nm的栗浦光输入准直单元进行准直。本专利技术实施例中，可选用半导体激光器作为栗浦源，用于产生970-980nm的栗浦光。一般的，栗浦源输出的栗浦光可以通过光纤親合输出，然后将光纤親合输出的栗浦光输入准直单元进行准直。S2:将准直后的栗浦光输入聚焦单元进行聚焦，然后将聚焦后的栗浦光输入至谐振腔前腔镜；本专利技术实施例中，经准直单元准直后的栗浦光平行地入射到聚焦单元，经聚焦单元聚焦后入射到谐振腔的前腔镜。S3:调节光路，使输入至谐振腔前腔镜的光束恰好聚焦在第一激光晶体与第二激光晶体的中间位置；其中，第一激光晶体与第二激光晶体平行放置于谐振腔中，并等间本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种实现紫外连续激光放大的方法，其特征在于，所述方法包括：S1：将970‑980nm的泵浦光输入准直单元进行准直；S2：将准直后的泵浦光输入聚焦单元进行聚焦，然后将聚焦后的泵浦光输入至谐振腔前腔镜；S3：调节光路，使输入至谐振腔前腔镜的光束聚焦在第一激光晶体与第二激光晶体的的中间位置；其中，所述第一激光晶体与所述第二激光晶体平行放置于谐振腔中，并等间距分布在聚焦单元的焦点两侧；所述第一激光晶体、第二激光晶体均为Er3+:YAlO3晶体；S4：调节泵浦光的功率，使在谐振腔后腔镜外测取的318‑322nm的上转换荧光的强度达到最大值；优选地，所述泵浦光为976nm；优选地，所述调节泵浦光的功率，使在谐振腔后腔镜外测取的320nm的上转换荧光的强度达到最大值。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李林军，杨曦凝，段小明，白云峰，
申请(专利权)人：黑龙江工程学院，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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