本發(fā)明屬于激光技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種激光器，特別是指一種四次諧波激光產(chǎn)生裝置。

背景技術(shù)：

隨著激光技術(shù)的迅速發(fā)展，人們不斷的開發(fā)出各種新型激光器。盡管如此，仍然不能滿足科研和應(yīng)用中對(duì)一些特定波長(zhǎng)激光的需求。現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的摻稀土離子全固態(tài)激光器，一般只能獲得幾個(gè)波長(zhǎng)或特定帶寬可調(diào)諧的激光輸出。非線性光學(xué)頻率變換是獲得新型波長(zhǎng)激光的一種重要手段。目前普通的倍頻激光器由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、一次倍頻產(chǎn)生的二次諧波轉(zhuǎn)換效率較高，可獲得較高的輸出功率。對(duì)于二次諧波產(chǎn)生的倍頻光二次倍頻，目前轉(zhuǎn)換效率普遍較低，是非線性光學(xué)變換領(lǐng)域的難點(diǎn)，有待深入的研究。目前，短波長(zhǎng)的紫外激光主要是通過多次倍頻來實(shí)現(xiàn)。

目前四次諧波激光產(chǎn)生主要通過腔外一次倍頻技術(shù)和多次反射倍頻技術(shù)產(chǎn)生。其中腔外一次倍頻技術(shù)即輸出的二次諧波通過一個(gè)聚焦系統(tǒng)到四倍頻晶體或采用大功率的基頻光依次經(jīng)過倍頻晶體和四倍頻晶體的技術(shù)路線獲得四次諧波。其特點(diǎn)是二次諧波聚焦后功率密度大，易引起晶體表面損耗，只經(jīng)過一次轉(zhuǎn)換，效率較低。針對(duì)多次反射倍頻技術(shù),利用腔內(nèi)倍頻獲得的二次諧波在四倍頻晶體上來回往返倍頻，產(chǎn)生高功率四次諧波輸出。專利cn100421316c和cn101001112a等采用多次反射法來實(shí)現(xiàn)。專利cn100421316c的二次諧波是諧振的，在來回往返過程中二次諧波的光斑不斷變大，導(dǎo)致未轉(zhuǎn)換為四次諧波的二次諧波的功率密度隨著來回往返顯著下降。因此，隨著二次諧波往返次數(shù)的增加，二次諧波轉(zhuǎn)換為四次諧波的效率大幅降低。專利cn101001112a采用了直線型結(jié)構(gòu)的四倍頻腔結(jié)構(gòu)。相關(guān)結(jié)構(gòu)中只考慮了采用平凹輸出鏡片反射聚焦綠光來提高四倍頻過程的轉(zhuǎn)換效率，基頻光和二次諧波的存在著模式不匹配，而且四次諧波激光通過平凹透鏡輸出時(shí)存在著發(fā)射角較大等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、系統(tǒng)穩(wěn)定性好的四次諧波激光產(chǎn)生裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是包括有沿著第一光路依次設(shè)置的第一全反腔鏡、激光晶體、調(diào)q裝置、45°分光鏡、倍頻晶體、第二全反腔鏡，沿著45°分光鏡的反射方向的第二光路上依次設(shè)置四倍頻晶體和第三全反腔鏡，所述激光晶體用于產(chǎn)生基頻激光，倍頻晶體是用于將激光晶體產(chǎn)生的基頻激光倍頻轉(zhuǎn)換獲得二次諧波激光的非線性光學(xué)晶體，四倍頻晶體是指用于將二次諧波激光再次倍頻轉(zhuǎn)換獲得四次諧波激光的非線性光學(xué)晶體，所述第一全反腔鏡鍍對(duì)基頻激光高反射的第一介質(zhì)膜；所述第二全反腔鏡鍍同時(shí)對(duì)基頻激光和倍頻晶體倍頻產(chǎn)生的二次諧波激光高反射的第二介質(zhì)膜，第三全反腔鏡鍍同時(shí)對(duì)二次諧波激光和四倍頻晶體再次倍頻產(chǎn)生的四次諧波激光高反射的介質(zhì)膜；所述的分光鏡為平面分光鏡，該分光鏡上鍍對(duì)二次諧波激光高反射且對(duì)基頻激光和四次諧波激光增透的第三介質(zhì)膜。

進(jìn)一步設(shè)置是第一全反腔鏡選用凹面鏡，所述第二全反腔鏡選用平面鏡，所述第三全反腔鏡選用凹面鏡。

進(jìn)一步設(shè)置是所述激光晶體采用端面或側(cè)面泵浦工作方式的泵浦源泵浦的激光晶體。

進(jìn)一步設(shè)置是所述的調(diào)q裝置是聲光q開關(guān)或電光調(diào)q系統(tǒng)或被動(dòng)調(diào)q材料，用于實(shí)現(xiàn)腔內(nèi)增益調(diào)制而實(shí)現(xiàn)脈沖激光。

進(jìn)一步設(shè)置是倍頻晶體為lbo晶體、ktp晶體或bibo晶體。

進(jìn)一步設(shè)置是四倍頻晶體為bbo晶體、clbo晶體或kbbf晶體。

本申請(qǐng)的技術(shù)方案的四次諧波激光產(chǎn)生裝置中，基頻振蕩腔（第一全反腔鏡和第二全反腔鏡組成）和倍頻振蕩腔（第三全反腔鏡和第二全反腔鏡組成）都由凹面鏡和平面鏡組成的凹平腔結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)基頻光和二次諧波的模式匹配，而且兩個(gè)振蕩腔模式光斑在倍頻晶體上都是匯聚的，有利于提高倍頻轉(zhuǎn)換效率。第三全反腔鏡也可起到類似專利cn101001112a對(duì)二次諧波的再聚焦來達(dá)到提高四次諧波的轉(zhuǎn)換效率的目的。該裝置中基頻、二次諧波和四次諧波激光產(chǎn)生結(jié)構(gòu)模塊化、簡(jiǎn)單清晰，操作及維修方便。

通過以上裝置，由摻釹激光晶體產(chǎn)生的基頻光，在第一全反腔鏡和第二全反腔鏡之間振蕩，并由調(diào)q裝置調(diào)制實(shí)現(xiàn)脈沖激光振蕩，通過倍頻晶體產(chǎn)生二次諧波激光。二次諧波激光由分光鏡反射，在第二全反腔鏡和第三全反腔鏡之間振蕩，并由四倍頻晶體倍頻產(chǎn)生四次諧波激光，由分光鏡輸出，輸出方向如附圖1箭頭所示。該激光裝置可通過選擇第一和第三全反腔鏡的曲率半徑保證基頻激光和二次諧波在倍頻晶體上的光斑大小盡量一致，使得基頻和二次諧波模式較好的匹配，保證高效的二次諧波產(chǎn)生。

通過采用上述技術(shù)方案，從光路上可看出，基頻光和二次諧波激光通過第二全反腔鏡反射，實(shí)現(xiàn)連續(xù)兩次倍頻產(chǎn)生的二次諧波激光疊加，使得經(jīng)過四倍頻晶體具有更高的功率密度，有利于提高四倍頻晶體產(chǎn)生四次諧波激光的轉(zhuǎn)換效率，剩余的二次諧波激光和產(chǎn)生的四次諧波激光通過第三全反腔鏡反射，而且第三全反腔鏡采用凹面鏡可對(duì)剩余的二次諧波再次聚焦通過四倍頻晶體產(chǎn)生四次諧波激光，通過四倍頻連續(xù)兩次產(chǎn)生的四次諧波干涉加強(qiáng)通過分光鏡輸出。該四次諧波激光產(chǎn)生裝置實(shí)現(xiàn)基頻、二次諧波激光和四次諧波激光產(chǎn)生結(jié)構(gòu)模塊化，系統(tǒng)簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、系統(tǒng)穩(wěn)定性好，操作及維修方便。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖仍屬于本發(fā)明的范疇。

圖1本發(fā)明具體實(shí)施方式光路原理圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

本發(fā)明所提到的方向和位置用語，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「內(nèi)」、「外」、「頂部」、「底部」、「?jìng)?cè)面」等，僅是參考附圖的方向或位置。因此，使用的方向和位置用語是用以說明及理解本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例中，本發(fā)明公開的一種四次諧波激光產(chǎn)生裝置可以用于四倍頻紫外激光產(chǎn)生。其光路如圖所示，從左到右依次設(shè)置有第一全反腔鏡1、激光晶體2、調(diào)q裝置3、45°分光鏡4、倍頻晶體5、第二全反腔鏡6，所述分光鏡一側(cè)依次設(shè)置有四倍頻晶體7和第三全反腔鏡8。所述激光晶體2可采用端面或側(cè)面泵浦工作方式的泵浦源泵浦的摻釹激光晶體，可以是nd:yvo4、nd:yag、nd:gdvo4和nd:yap等；所述第一全反腔鏡1選用凹面鏡，鍍對(duì)1.06微米波段基頻激光高反的第一介質(zhì)膜；所述第二全反腔鏡6選用平面鏡，鍍同時(shí)對(duì)基頻1.06微米波段激光和二次諧波0.53微米綠光激光高反的第二介質(zhì)膜；所述第三全反腔鏡8選用凹面鏡，鍍同時(shí)對(duì)二次諧波0.53微米綠光激光和四次諧波0.27微米紫外激光高反的第三介質(zhì)膜；所述的分光鏡4為平面分光鏡，鍍對(duì)二次諧波0.53微米綠光激光高反，對(duì)1.06微米波段激光和四次諧波0.27微米紫外激光增透的介質(zhì)膜。

所述的調(diào)q裝置3可以是聲光q開關(guān)或電光調(diào)q系統(tǒng)或被動(dòng)調(diào)q材料，主要用于實(shí)現(xiàn)腔內(nèi)增益調(diào)制，實(shí)現(xiàn)脈沖激光。

倍頻晶體5是指可以實(shí)現(xiàn)基頻1.06微米波段激光倍頻產(chǎn)生二次諧波0.53微米綠光激光的非線性光學(xué)晶體，可以是lbo、ktp或bibo等晶體。

四倍頻晶體7是指可以實(shí)現(xiàn)二次諧波0.53微米綠光激光倍頻產(chǎn)生四次諧波0.27微米紫外激光的非線性光學(xué)晶體，可以是bbo、clbo或kbbf等晶體。

通過以上裝置，由激光晶體2產(chǎn)生的基頻1.06微米波段激光，在第一全反腔鏡1和第二全反腔鏡6之間振蕩，并由調(diào)q裝置3調(diào)制實(shí)現(xiàn)脈沖激光振蕩，通過倍頻晶體5產(chǎn)生二次諧波0.53微米綠光激光。二次諧波0.53微米綠光激光由分光鏡4反射，在第二全反腔鏡6和第三全反腔鏡8之間振蕩，并由四倍頻晶體7倍頻產(chǎn)生四次諧波0.27微米紫外激光，由分光鏡4輸出，輸出方向如圖箭頭所示。該激光裝置可通過選擇第一全反腔鏡1和第三全反腔鏡8的曲率半徑盡量保證基頻激光和二次諧波在倍頻晶體上的光斑大小盡量一致，使得基頻和二次諧波激光模式較好的匹配，保證二次諧波有效的諧振。

通過采用上述技術(shù)方案，從光路上可看出，基頻和二次諧波激光通過第二全反腔鏡6反射，實(shí)現(xiàn)連續(xù)兩次倍頻產(chǎn)生的激光疊加，使得經(jīng)過四倍頻晶體7具有更高的功率密度，有利于提高四倍頻晶體7產(chǎn)生四次諧波0.27微米紫外激光的轉(zhuǎn)換效率，剩余的二次諧波0.53微米綠光激光和產(chǎn)生的四次諧波0.27微米紫外激光通過第三全反腔鏡8反射，而且第三全反腔鏡8采用凹面鏡可對(duì)剩余的二次諧波0.53微米綠光激光再次聚焦通過四倍頻晶體產(chǎn)生四次諧波0.27微米紫外激光，通過四倍頻連續(xù)兩次產(chǎn)生的紫外光干涉加強(qiáng)通過分光鏡輸出。該四倍頻紫外激光源實(shí)現(xiàn)基頻、倍頻和四倍頻產(chǎn)生結(jié)構(gòu)模塊化，系統(tǒng)簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、系統(tǒng)穩(wěn)定性好，操作及維修方便。

以上所揭露的僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。