專(zhuān)利名稱(chēng)：一種提高脈沖激光器輸出頻率的光學(xué)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種提高脈沖激光器輸出頻率的光學(xué)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
紫外激光已經(jīng)成功的應(yīng)用在微電子制造領(lǐng)域，如晶片、微電路的檢驗(yàn)等。紫外光的一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于它可以實(shí)現(xiàn)很高的空間分辨率。在工業(yè)應(yīng)用中，紫外激光的平均功率是非常重要的，產(chǎn)量與平均功率成正比；而高峰值功率對(duì)應(yīng)用是有害的，它容易引起器件的損傷。 因此，連續(xù)紫外激光就成為人們的一個(gè)選擇。然而，紫外激光一般是通過(guò)頻率變換的方法獲得的，連續(xù)光的非線(xiàn)性頻率變換效率是非常低的，因此要想得到連續(xù)的紫外激光就需要巨大的基頻光功率。這導(dǎo)致激光器的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，而且價(jià)格昂貴，不利于工業(yè)成本的降低和應(yīng)用的普及。脈沖紫外激光器是工業(yè)應(yīng)用的另一個(gè)選擇，其頻率變換效率較高，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，成本也低得多，但是它具有上述容易損傷器件的缺點(diǎn)。因此，需要一種具有相對(duì)較低的峰值功率，高平均功率的紫外激光器，以滿(mǎn)足工業(yè)應(yīng)用的需求。一種降低紫外光峰值功率的方法是利用脈沖分割裝置把具有高峰值功率的原始光脈沖分割成兩個(gè)或多個(gè)具有較低峰值功率的新脈沖，在不降低平均功率的情況下提高脈沖頻率。2001年8月14日公開(kāi)的專(zhuān)利號(hào)為US6, 275，514的美國(guó)專(zhuān)利《Laser repetition rate multiplier (激光重復(fù)頻率倍增器)》應(yīng)用的上述方法，該專(zhuān)利在一個(gè)基片上鍍具有不同透過(guò)率的介質(zhì)膜，使激光脈沖在通過(guò)基片的不同位置時(shí)被分成能量不同的新的脈沖，這些新脈沖不在同一個(gè)空間序列上，需要一個(gè)合束器把不同位置分離出來(lái)的新的脈沖合束為同一序列的脈沖。這種方法不僅對(duì)鍍膜有很高的要求，而且合束器的使用增加器件的損耗， 降低激光脈沖的平均功率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種提高脈沖激光器輸出頻率的光學(xué)結(jié)構(gòu)，通過(guò)調(diào)節(jié)可調(diào)波片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間波形控制激光輸出能量，從而提高脈沖激光輸出的頻率，并且在不損失激光原始脈沖平均功率的前提下降低其峰值功率。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所提出的技術(shù)方案為一種提高脈沖激光器輸出頻率的光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括兩個(gè)偏振分光棱鏡第一偏振分光棱鏡1和第二偏振分光棱鏡2 ；兩個(gè)可調(diào)波片第一可調(diào)波片3和第二可調(diào)波片4 ；兩個(gè)腔鏡第一腔鏡5和第二腔鏡 6 ；所述第一可調(diào)波片3位于第一偏振分光棱鏡1和第二偏振分光棱鏡2之間；所述第二可調(diào)波片4位于第二偏振分光棱鏡2和第一腔鏡5之間；所述第二腔鏡6位于第一偏振分光棱鏡1的反射光路上。進(jìn)一步的，所述第一可調(diào)波片3到第一腔鏡5之間的光程(L1+L2)大于原始脈沖的時(shí)間寬度。
優(yōu)選的，所述第一可調(diào)波片3和第二可調(diào)波片4為電光晶體或者磁光晶體。優(yōu)選的，所述第一腔鏡5和第二腔鏡6為平凹腔鏡。本發(fā)明的有益效果該光學(xué)結(jié)構(gòu)在不損失原始脈沖平均功率的情況下降低了單脈沖能量，提高了脈沖頻率；并且經(jīng)上述光學(xué)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的新脈沖在空間上是成同一序列的。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)原理示意圖2為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)及光路示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。如圖2所示為本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，一種提高脈沖激光器輸出頻率的光學(xué)結(jié)構(gòu)，包括兩個(gè)偏振分光棱鏡(PBS):第一偏振分光棱鏡1和第二偏振分光棱鏡2 ；兩個(gè)可調(diào)波片第一可調(diào)波片3和第二可調(diào)波片4 ；兩個(gè)腔鏡第一腔鏡5和第二腔鏡6。兩個(gè)可調(diào)波片3，4可為電光晶體，也可為磁光晶體；兩個(gè)腔鏡5，6可為平凹腔鏡。其工作過(guò)程如下，當(dāng)原始脈沖激光a經(jīng)過(guò)第一偏振分光棱鏡1進(jìn)入到此光學(xué)結(jié)構(gòu)中時(shí)，第一可調(diào)波片3處于λ /2波片的狀態(tài)，當(dāng)此脈沖通過(guò)第一可調(diào)波片3后，該波片轉(zhuǎn)換為全波片狀態(tài)。脈沖經(jīng)第二偏振分光棱鏡2反射后經(jīng)第二可調(diào)波片4到達(dá)第一腔鏡5，調(diào)節(jié)第二可調(diào)波片4的相位延遲度，使得經(jīng)第一腔鏡5全反射回來(lái)的原始脈沖偏振態(tài)發(fā)生改變， 使其一部分能量透射過(guò)第二偏振分光棱鏡2輸出，成為新脈沖b，另一部分光被第二偏振分光棱鏡2反射經(jīng)過(guò)第一可調(diào)波片3 (此時(shí)第一可調(diào)波片3處于全波片狀態(tài))后被第一分光棱鏡1全反射進(jìn)入第二腔鏡6，第二腔鏡6再將該部分光全反射回原光路中。如此，原始脈沖將在第一腔鏡5和第二腔鏡6之間振蕩，調(diào)節(jié)第二可調(diào)波片的相位延遲度，使得上述原始脈沖在每振蕩一次就有一部分能量通過(guò)第二偏振分光棱鏡2輸出，成為新脈沖b。為防止能量損失，設(shè)置第一可調(diào)波片3到第一腔鏡5之間的光程(L1+L2)大于原始脈沖a的時(shí)間寬度。本發(fā)明采用電光開(kāi)關(guān)將原始脈沖激光引入到上述的光學(xué)結(jié)構(gòu)腔內(nèi)，通過(guò)調(diào)節(jié)電光波片或磁光波片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間波形控制激光輸出能量，從而提高脈沖激光輸出的頻率，且在不損失原始脈沖的平均功率的情況下降低了單脈沖能量，輸出的新脈沖在空間上是成同一序列的。盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書(shū)所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)本發(fā)明做出各種變化，均為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種提高脈沖激光器輸出頻率的光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括兩個(gè)偏振分光棱鏡 第一偏振分光棱鏡和第二偏振分光棱鏡；兩個(gè)可調(diào)波片第一可調(diào)波片和第二可調(diào)波片； 兩個(gè)腔鏡第一腔鏡和第二腔鏡；所述第一可調(diào)波片位于第一偏振分光棱鏡和第二偏振分光棱鏡之間；所述第二可調(diào)波片位于第二偏振分光棱鏡和第一腔鏡之間；所述第二腔鏡位于第一偏振分光棱鏡的反射光路上。
2.如權(quán)利要求1所述的一種提高脈沖激光器輸出頻率的光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述第一可調(diào)波片到第一腔鏡之間的光程大于原始脈沖的時(shí)間寬度。
3.如權(quán)利要求1所述的一種提高脈沖激光器輸出頻率的光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述第一可調(diào)波片和第二可調(diào)波片為電光晶體或者磁光晶體。
4.如權(quán)利要求1所述的一種提高脈沖激光器輸出頻率的光學(xué)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述第一腔鏡和第二腔鏡為平凹腔鏡。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種提高脈沖激光器輸出頻率的光學(xué)結(jié)構(gòu)，包括兩個(gè)偏振分光棱鏡(PBS)，兩個(gè)電光晶體或者磁光晶體制作的可調(diào)波片，和兩個(gè)腔鏡。本發(fā)明采用電光開(kāi)關(guān)將原始脈沖激光引入到上述的光學(xué)結(jié)構(gòu)腔內(nèi)，通過(guò)調(diào)節(jié)電光波片或磁光波片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間波形控制激光輸出能量，從而提高脈沖激光輸出的頻率，且在不損失原始脈沖的平均功率的情況下降低了單脈沖能量，輸出的新脈沖在空間上是成同一序列的。
文檔編號(hào)G02F1/01GK102162938SQ201110093670
公開(kāi)日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2011年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月14日
發(fā)明者任策, 吳礪, 林江銘 申請(qǐng)人:福州高意光學(xué)有限公司