【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光器，尤其是涉及一种紫外激光器。
技术介绍
1、紫外激光器在科学研究、精密材料微加工、紫外固化、光刻、生物医疗、生产生活等领域有广泛的应用前景。
2、目前，紫外激光器的获得主要是使用半导体激光泵浦掺钕或镱离子激光晶体获得近红外基频光，然后进行二次倍频获得二倍频激光，再将二倍频激光进行四倍频获得紫外激光输出，或者基频光和二次倍频光和频得到紫外激光输出。
3、在现有技术中，无论采用哪种方式在生成紫外光的过程中均需要多个晶体参与，在产生紫外光的过程中调整困难，所需成本高，稳定性差。因此，需要设计一种紫外激光器，产生紫外激光的过程简单、有效、稳定是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种紫外激光器，只需要采用一块激光晶体即可获得紫外光激光，具有结构简单、紧凑、成本低廉等优势。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种紫外激光器，包括沿光路方向依次排列的泵浦源、聚焦系统、输入腔镜、激光晶体、输出腔镜和滤波片；所述激光晶体的切割方向沿最佳相位匹配方向切割，该方向可以实现近红外光到可见光的频率转换，实现二倍频激光输出，同时所述激光晶体使用激光进行刻蚀，通过激光刻蚀实现所述激光晶体内分布有周期规律的无定型区域，该无定型区域可以提供相位差，同时该区域不能实现非线性光学效应的相干叠加，从而阻断紫外光到倍频光的转换过程，实现紫外光的有效输出。通过激光刻蚀实现二倍频激光到四倍频激光的准相位匹配，获得四倍频紫外激光输出，
3、所述泵浦源是发射波长为790nm-1000nm的激光器，且该种激光器可以是任一种类激光器，比如二极管激光器、光纤激光器或固体激光器。
4、所述输入腔镜和输出腔镜共同构成激光谐振腔，且所述输入腔镜和输出腔镜上均镀有介质膜以实现紫外激光输出；聚焦系统，用于将泵浦光的光斑进行缩小或放大，以实现最优激光输出；滤波片，用于过滤漏出的基频光、泵浦光及倍频光，透过紫外激光。
5、优选的，所述激光晶体为钕离子掺杂硼酸钙氧稀土盐晶体，最佳相位匹配方向为：与z轴成(113°±10°)、与x轴成-(45°±10°)。
6、优选的，所述钕离子掺杂硼酸钙氧稀土盐晶体为钕掺杂硼酸钙氧钇，其中，钕离子掺杂浓度为1at.％～50at.％，最优浓度为6at.％～10at.％。
7、优选的，当使用钕离子掺杂硼酸钙氧稀土盐晶体时，所述输入腔镜上镀有对790nm-880nm波段高透过且对1000nm-1100nm、500nm-550nm和250nm-400nm波段高反射的介质膜a，所述输出腔镜上镀有对790nm-880nm、1000nm-1100nm和500nm-550nm波段高反射且对250nm-400nm波段高透过的介质膜b。
8、优选的，当使用钕离子掺杂硼酸钙氧稀土盐晶体时，所述输入腔镜是所述激光晶体入射端面镀有对790nm-880nm波段高透过且对1000nm-1100nm、500nm-550nm和250nm-400nm波段高反射的介质膜a而形成；所述输出腔镜是所述激光晶体的出射端面镀有对790nm-880nm、1000nm-1100nm和500nm-550nm波段高反射且对250nm-400nm波段高透过的介质膜b而形成；所述介质膜a和介质膜b构成所述激光谐振腔。
9、优选的，所述激光晶体为镱离子掺杂硼酸钙氧稀土盐晶体，最佳相位匹配方向为：与z轴成(113°±10°)、与x轴成-(32°±10°)。
10、优选的，所述镱离子掺杂硼酸钙氧稀土盐晶体为镱掺杂硼酸钙氧钇，其中，镱离子掺杂浓度为1at.％～50at.％，最优浓度为6at.％～15at.％。
11、优选的，当使用镱离子掺杂硼酸钙氧稀土盐晶体时，所述输入腔镜上镀有对900nm-1000nm波段高透过且对1000nm-1100nm、500nm-550nm和250nm-400nm波段高反射的介质膜c，所述输出腔镜上镀有对900nm-1100nm和500nm-550nm波段高反射且对250nm-400nm波段高透过的介质膜d。
12、优选的，当使用镱离子掺杂硼酸钙氧稀土盐晶体时，所述输入腔镜是所述激光晶体入射端面镀有对900nm-1000nm波段高透过且对1000nm-1100nm、500nm-550nm和250nm-400nm波段高反射的介质膜c而形成；所述输出腔镜是所述激光晶体的出射端面镀有对900nm-1100nm和500nm-550nm波段高反射且对250nm-400nm波段高透过的介质膜d而形成；所述介质膜c和介质膜d构成所述激光谐振腔。
13、优选的，激光刻蚀周期λ＝lb+lc，其中，lb为一个周期内晶体通光方向加工部分的宽度，lc为一个周期内晶体通光方向未加工的宽度。
14、优选的，使用准相位匹配理论根据不同基频波长、倍频波长、三倍频或四倍频波长可以确定加工部分的宽度lb＝0.1-50μm和未加工部分的宽度lc＝0.1-50μm，加工区间晶体长度为0.5mm-20mm。
15、优选的，所述聚焦系统的焦距为0.5cm-30cm，所述滤波片上镀有与所述输出腔镜一样的介质膜。
16、优选的，所述激光晶体的通光面为圆形、长方形或者正方形；所述激光晶体的通光方向为晶体的长度方向，长度为1mm-60mm；所述激光晶体的直径或厚度为0.5mm-4mm。
17、因此，本专利技术采用上述一种紫外激光器，只需要采用一块激光晶体即可获得紫外光激光，具有结构简单、紧凑、成本低廉等优势。
18、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种紫外激光器，其特征在于：包括沿光路方向依次排列的泵浦源、聚焦系统、输入腔镜、激光晶体、输出腔镜和滤波片；所述激光晶体的切割方向沿最佳相位匹配方向切割，同时所述激光晶体使用激光进行刻蚀，通过激光刻蚀实现所述激光晶体内分布有周期规律的无定型区域；所述泵浦源是发射波长为790nm-1000nm的连续或脉冲激光器，所述输入腔镜和输出腔镜共同构成激光谐振腔，且所述输入腔镜和输出腔镜上均镀有介质膜。
2.根据权利要求1所述的一种紫外激光器，其特征在于：所述激光晶体为钕离子掺杂硼酸钙氧稀土盐晶体，最佳相位匹配方向为：与Z轴成(113°±10°)、与X轴成-(45°±10°)。
3.根据权利要求2所述的一种紫外激光器，其特征在于：所述输入腔镜上镀有对790nm-880nm波段高透过且对1000nm-1100nm、500nm-550nm和250nm-400nm波段高反射的介质膜A，所述输出腔镜上镀有对790nm-880nm、1000nm-1100nm和500nm-550nm波段高反射且对250nm-400nm波段高透过的介质膜B。
4.根据权利要求2所述
5.根据权利要求1所述的一种紫外激光器，其特征在于：所述激光晶体为镱离子掺杂硼酸钙氧稀土盐晶体，最佳相位匹配方向为：与Z轴成(113°±10°)、与X轴成-(32°±10°)。
6.根据权利要求5所述的一种紫外激光器，其特征在于：所述输入腔镜上镀有对900nm-1000nm波段高透过且对1000nm-1100nm、500nm-550nm和250nm-400nm波段高反射的介质膜C，所述输出腔镜上镀有对900nm-1100nm和500nm-550nm波段高反射且对250nm-400nm波段高透过的介质膜D。
7.根据权利要求5所述的一种紫外激光器，其特征在于：所述输入腔镜是所述激光晶体入射端面镀有对900nm-1000nm波段高透过且对1000nm-1100nm、500nm-550nm和250nm-400nm波段高反射的介质膜C而形成；所述输出腔镜是所述激光晶体的出射端面镀有对900nm-1100nm和500nm-550nm波段高反射且对250nm-400nm波段高透过的介质膜D而形成；所述介质膜C和介质膜D构成所述激光谐振腔。
8.根据权利要求1所述的一种紫外激光器，其特征在于：激光刻蚀周期，其中，lb为一个周期内晶体通光方向加工部分的宽度，lc为一个周期内晶体通光方向未加工的宽度；加工部分的宽度lb为0.1-50μm和未加工部分的宽度lc为0.1-50μm，加工区间晶体长度为0.5mm-20mm。
9.根据权利要求1所述的一种紫外激光器，其特征在于：所述聚焦系统的焦距为0.5cm-30cm，所述滤波片上镀有与所述输出腔镜一样的介质膜。
10.根据权利要求1所述的一种紫外激光器，其特征在于：所述激光晶体的通光面为圆形、长方形或者正方形；所述激光晶体的通光方向为晶体的长度方向，长度为1mm-60mm；所述激光晶体的直径或厚度为0.5mm-4mm。
...【技术特征摘要】
1.一种紫外激光器，其特征在于：包括沿光路方向依次排列的泵浦源、聚焦系统、输入腔镜、激光晶体、输出腔镜和滤波片；所述激光晶体的切割方向沿最佳相位匹配方向切割，同时所述激光晶体使用激光进行刻蚀，通过激光刻蚀实现所述激光晶体内分布有周期规律的无定型区域；所述泵浦源是发射波长为790nm-1000nm的连续或脉冲激光器，所述输入腔镜和输出腔镜共同构成激光谐振腔，且所述输入腔镜和输出腔镜上均镀有介质膜。
2.根据权利要求1所述的一种紫外激光器，其特征在于：所述激光晶体为钕离子掺杂硼酸钙氧稀土盐晶体，最佳相位匹配方向为：与z轴成(113°±10°)、与x轴成-(45°±10°)。
3.根据权利要求2所述的一种紫外激光器，其特征在于：所述输入腔镜上镀有对790nm-880nm波段高透过且对1000nm-1100nm、500nm-550nm和250nm-400nm波段高反射的介质膜a，所述输出腔镜上镀有对790nm-880nm、1000nm-1100nm和500nm-550nm波段高反射且对250nm-400nm波段高透过的介质膜b。
4.根据权利要求2所述的一种紫外激光器，其特征在于：所述输入腔镜是所述激光晶体入射端面镀有对790nm-880nm波段高透过且对1000nm-1100nm、500nm-550nm和250nm-400nm波段高反射的介质膜a而形成；所述输出腔镜是所述激光晶体的出射端面镀有对790nm-880nm、1000nm-1100nm和500nm-550nm波段高反射且对250nm-400nm波段高透过的介质膜b而形成；所述介质膜a和介质膜b构成所述激光谐振腔。
5.根据权利要求1所述的一种紫外激光器，其特征在于：所述激光晶体为镱离子掺杂硼酸钙氧稀土盐晶体，...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜金恒，刘文宇，李玉斌，
申请(专利权)人：山东极致光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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