【技术实现步骤摘要】
本技术涉及到激光领域，尤其涉及到高功率固体单频领域的设计。
技术介绍
1、210nm波段的深紫外光源在半导体光刻，高密度存储，高精度光谱分析等诸多领域有重要的应用。单频深紫外激光器除了普通深紫外激光器的特点以外，还具有非常好的光源相干性，可以广泛应用于拉曼光谱，晶圆检测，光致发光和高稳定性微加工等行业的应用。
技术实现思路
1、本技术设计一款结构简单，可靠性高的高功率单频腔外五倍频激光器，实现高功率单频深紫外的输出。
2、本技术从原理上主要为两部分组成，第一部分为高功率单频产生系统，第二部分为腔外单频和频系统。
3、所述的高功率单频产生系统，其特征在于所述的高功率单频产生系统是由全射镜（11），耦合系统一（201），平凸二向色镜一（211），激光晶体一（221），平凸二向色镜二（212），耦合系统二（202），平平二向色镜一（131），偏振片一（141），磁光晶体（15），四分之一波片（16），偏振片二（142），fp组（17），二倍频晶体（18），三倍频晶体（19），平平二向色镜二（132），耦合系统三（203），平凸二向色镜三（213），激光晶体二（222），平凸二向色镜四（214），耦合系统四（204），q开光（12）组成。
4、其中，耦合系统一（201），耦合系统二（202）汇聚在激光晶体一（221）内。耦合系统三（203），耦合系统四（204）汇聚在激光晶体二（222）内。泵浦系统采用878nm或者888nm的泵浦光，减少激光晶体的量子
5、其中，平凸二向色镜一（211），平凸二向色镜二（212），平凸二向色镜三（213），平凸二向色镜四（214）为凸面向内放置的激光镜片，根据设计需求确定镜片曲率和镀膜要求，主要目的为了补偿晶体热焦距，从而实现高功率基横模激光输出。
6、其中，平平二向色镜一（131），平平二向色镜二（132）为低通高反激光镜片，主要作用为折叠、压缩光路，用于让基频光在腔内振荡，而让高次和频光出射，便于后续和频。
7、其中，偏振片一（141），磁光晶体（15），四分之一波片（16），偏振片二（142）的组合为标准单向循环器件，主要目的是为了实现腔中激光单向循环，消除空间烧孔作用。激光在这个组合的传播方向为图1中在偏振片一（141）位置的从左到右单向循环，反向传播的光通过偏振片一（141）反射出激光腔体，激光没有形成振荡。
8、其中，fp组（17）的主要在于实现纵模的选频，通常可以用一个fp来实现选频，但是频率控制不稳定，在此使用两个fp，使两个fp交叠区域选频从而实现稳定单频输出。同时fp组（17）具有温控装置，减少外界环境对激光器频率的影响。
9、其中，二倍频晶体（18），三倍频晶体（19）为将单频光转换为相应倍频光输出的装置。所有晶体放置于使用tec精确控温的装置中，用于对出光功率的精确控制。
10、其中，q开光（12）用于实现q值的调节和脉冲光的输出。
11、在腔外单频和频系统中，其特征在于所述腔外单频和频系统由平平二向色镜三（30），反射镜一（32），耦合镜一（35）组成的二倍频光路系统，和由反射镜二（31），二分之一波片（33），耦合镜二（34），平平二向色镜四（36）组成的三倍频光路系统，以及五倍频晶体（37），分束装置（38）和挡光装置（39）组成。
12、其中，所述的二倍频光路系统和三倍频光路系统的其特征在于，两路光路的传播距离相等，同时，二三倍频光的焦点也满足重合关系。
13、其中，二倍频光路系统的特征在于，二倍频光通过平平二向色镜三（30）后透射传播，通过反射镜一（32）后改变传播方向后，通过耦合镜一（35）汇聚后，再通过平平二向色镜四（36）反射进入到五倍频晶体（37）中。
14、其中，三倍频光路系统的特性在于，三倍频光通过平平二向色镜三（30）后反射传播，通过反射镜二（31）后改变传播方向后，改变传播方向后的三倍频光先通过二分之一波片（33）改变偏振状态后，再通过耦合镜二（34）进行汇聚，最后通过平平二向色镜四（36）后进入到五倍频晶体（37）中。
15、其中，在腔外单频和频系统中，平平二向色镜三（30）为高通滤光片，用于二倍频光透过，三倍频光反射，用于光束的分束。而合束的平平二向色镜四（36）则为低通滤光片用于二倍频光反射，三倍频光透射，用于光束的合束。
16、其中，二分之一波片（33），耦合镜二（34）镀三倍频增透膜，耦合镜一（35）镀二倍频增透膜。五倍频晶体（37）入射端面可镀二三倍频增透膜，出光面不镀膜
17、其中，五倍频晶体（37）为深紫外和频晶体，使用bbo晶体或者clbo晶体。
18、最后，二三倍频光和五倍频光再通过布角度设计的分束装置（38）后进行分束，如果不用二三倍频光，则需要用挡光装置（39）进行收集。
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1.一种高功率单频腔外五倍频激光器，其特征在于包括为高功率单频产生系统，腔外单频和频系统，所述的高功率单频产生系统由全射镜(11)，耦合系统一(201)，平凸二向色镜一(211)，激光晶体一(221)，平凸二向色镜二(212)，耦合系统二(202)，平平二向色镜一(131)，偏振片一(141)，磁光晶体(15)，四分之一波片(16)，偏振片二(142)，FP组(17)，二倍频晶体(18)，三倍频晶体(19)，平平二向色镜二(132)，耦合系统三(203)，平凸二向色镜三(213)，激光晶体二(222)，平凸二向色镜四(214)，耦合系统四(204)，Q开光(12)组成；所述腔外单频和频系统由平平二向色镜三(30)，反射镜一(32)，耦合镜一(35)，反射镜二(31)，二分之一波片(33)，耦合镜二(34)，平平二向色镜四(36)，五倍频晶体(37)，分束装置(38)和挡光装置(39)组成。
2.根据权利要求1所述的高功率单频腔外五倍频激光器，其特征在于包括高功率单频产生系统，所述高功率单频产生系统由全射镜(11)，耦合系统一(201)，平凸二向色镜一(211)，激光晶
3.根据权利要求1所述的高功率单频腔外五倍频激光器，其特征在于包括高功率单频产生系统，所述高功率单频产生系统中耦合系统一(201)，耦合系统二(202)，耦合系统三(203)，耦合系统四(204)为四端泵泵浦系统，四个高功率泵浦系统采用878nm或者888nm的泵浦光，产生更高的泵浦功率和更低的热效应。
4.根据权利要求1所述的高功率单频腔外五倍频激光器，其特征在于包括高功率单频产生系统，所述高功率单频产生系统中FP组(17)是使用两个FP，通过精确控温来实现在高功率单纵模输出。
5.根据权利要求1所述高功率单频腔外五倍频激光器，其特征在于包括腔外单频和频系统，所述腔外单频和频系统中从平平二向色镜三(30)，反射镜一(32)，到平平二向色镜四(36)的距离和平平二向色镜三(30)，反射镜二(31)，到平平二向色镜四(36)距离相等。
6.根据权利要求1所述高功率单频腔外五倍频激光器，其特征在于包括腔外单频和频系统，所述腔外单频和频系统中二三倍频光在进入到五倍频晶体(37)的时候在空间上是重合。
7.根据权利要求1所述高功率单频腔外五倍频激光器，其特征在于包括腔外单频和频系统，所述腔外单频和频系统中二分之一波片(33)用于改变三倍频光的偏振方式，使最终入射到五倍频晶体(37)上二三倍频光的偏振方式一致。
...【技术特征摘要】
1.一种高功率单频腔外五倍频激光器，其特征在于包括为高功率单频产生系统，腔外单频和频系统，所述的高功率单频产生系统由全射镜(11)，耦合系统一(201)，平凸二向色镜一(211)，激光晶体一(221)，平凸二向色镜二(212)，耦合系统二(202)，平平二向色镜一(131)，偏振片一(141)，磁光晶体(15)，四分之一波片(16)，偏振片二(142)，fp组(17)，二倍频晶体(18)，三倍频晶体(19)，平平二向色镜二(132)，耦合系统三(203)，平凸二向色镜三(213)，激光晶体二(222)，平凸二向色镜四(214)，耦合系统四(204)，q开光(12)组成；所述腔外单频和频系统由平平二向色镜三(30)，反射镜一(32)，耦合镜一(35)，反射镜二(31)，二分之一波片(33)，耦合镜二(34)，平平二向色镜四(36)，五倍频晶体(37)，分束装置(38)和挡光装置(39)组成。
2.根据权利要求1所述的高功率单频腔外五倍频激光器，其特征在于包括高功率单频产生系统，所述高功率单频产生系统由全射镜(11)，耦合系统一(201)，平凸二向色镜一(211)，激光晶体一(221)，平凸二向色镜二(212)，耦合系统二(202)，平平二向色镜一(131)，平平二向色镜二(132)，耦合系统三(203)，平凸二向色镜三(213)，激光晶体二(222)，平凸二向色镜四(214)，耦合系统四(204)，q开光(...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱光，
申请(专利权)人：天津光粒科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：
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