專利名稱：四倍頻激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及四倍頻激光器，尤其涉及一種有兩個(gè)諧振腔的四倍頻激光器。
背景技術(shù)：
腔內(nèi)四倍頻激光器可以便捷地實(shí)現(xiàn)短波輸出，拓展激光的應(yīng)用范圍。對(duì)于腔內(nèi)倍頻、三倍頻、四倍頻等激光器，都已有一些技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)，通常是通過鍍膜來實(shí)現(xiàn)激光腔的高階倍頻，但相應(yīng)的膜層制作比較難，并且膜層很難完全反射三倍頻或四倍頻光，使其不返回激光腔，這樣，高階倍頻光將給激光腔內(nèi)元件造成損傷。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型目的是提供一種使倍頻光、四頻光分別產(chǎn)生，有效地避免腔內(nèi)元件損傷的四倍頻激光器。
本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)其包括三個(gè)激光腔鏡、激光增益介質(zhì)、二倍頻晶體和四倍頻晶體，二倍頻晶體與四倍頻晶體為I類倍頻晶體，三個(gè)激光腔鏡組成兩個(gè)諧振腔，泵浦光通過激光腔鏡聚焦到激光增益介質(zhì)上，激發(fā)產(chǎn)生的基頻光在第一個(gè)諧振腔內(nèi)振蕩，通過二倍頻晶體產(chǎn)生倍頻光，組合棱鏡設(shè)于激光增益介質(zhì)和二倍頻晶體之間，折射倍頻光到另一個(gè)諧振腔，通過四倍頻晶體產(chǎn)生四倍頻光射出，該組合棱鏡由三塊光軸方向在同一平面上的同種雙折射晶體組成，中間的晶體的光軸與兩邊的晶體的光軸存在一定的夾角，通過組合棱鏡的O光透射，e光全反射。
本實(shí)用新型采用以上結(jié)構(gòu)，應(yīng)用組合棱鏡可有效地進(jìn)行偏振控制，用來分開基頻光和倍頻光或倍頻光和四倍頻光，利用偏振全反射將倍頻光反射到另一個(gè)腔中，經(jīng)再次倍頻產(chǎn)生四頻光后直接輸出，避免了腔內(nèi)元件的損傷，延長(zhǎng)使用壽命，且通過設(shè)計(jì)棱鏡的對(duì)稱結(jié)構(gòu)可以補(bǔ)償色散。以上結(jié)構(gòu)可用在連續(xù)和脈沖激光器中，適合各種激光泵浦形式，特別適用于半導(dǎo)體泵浦的激光器。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳述

圖1是組合棱鏡之一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是組合棱鏡之二的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一的光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例二的光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例三的光學(xué)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、2所示，組合棱鏡5由三塊同種雙折射晶體51、52、53組成，各組件的光軸方向在同一平面上，保證O光通過組合棱鏡時(shí)，傳播方向不變；但中間的晶體52的光軸與兩邊的晶體51、53的光軸存在一定的夾角，這樣，e光可以被全部反射。為增強(qiáng)反射、透射可以在晶體表面鍍膜。
如圖3所示，四倍頻激光器包括三個(gè)激光腔鏡11、12、13，激光增益介質(zhì)2和二倍頻晶體3、四倍頻晶體4，激光腔鏡11、12組成一個(gè)諧振腔，激光腔鏡11、13組成一個(gè)諧振腔，組合棱鏡5設(shè)于增益介質(zhì)2和二倍頻晶體3、四倍頻晶體4之間。激光腔鏡11、12、13可以是凹面鏡或平面鏡，還可以通過晶體表面鍍膜形成；激光增益介質(zhì)2可以是YAG、YVO4、YLF等晶體；二倍頻晶體3和四倍頻晶體4可以是BBO、LBO或BIBO等I類倍頻晶體。激光腔鏡11對(duì)泵浦光增透，對(duì)基頻光高反，泵浦光通過激光腔鏡11聚焦到激光增益介質(zhì)2上，激發(fā)產(chǎn)生的基頻光在激光腔鏡11和12之間振蕩，通過二倍頻晶體3產(chǎn)生倍頻光，且倍頻光的偏振發(fā)生變化，這樣，當(dāng)倍頻光通過組合棱鏡5時(shí)，由于偏振全反射，倍頻光被折射到另一個(gè)諧振腔中，再次經(jīng)過四類倍頻晶體4，產(chǎn)生四倍頻光，四倍頻光通過激光腔鏡13出射，反向四倍頻光則通過組合棱鏡5透射到腔外，防止其對(duì)腔內(nèi)元件的損傷，或者正向四倍頻光被鍍反射膜的腔鏡13反射后同反向倍頻光一起從組合棱鏡5透射出去。
如圖4所示，二倍頻晶體3、四倍頻晶體4之一或二者均為KTP、BBO等II類倍頻晶體時(shí)，應(yīng)對(duì)應(yīng)在其前面插入波片。當(dāng)二倍頻晶體3為II類倍頻晶體時(shí)，應(yīng)在二倍頻晶體3與組合棱鏡5之間插入對(duì)基頻光為全波片、對(duì)倍頻光為1/2波片的波片6，當(dāng)四倍頻晶體4為II類倍頻晶體時(shí)，應(yīng)在四倍頻晶體4與組合棱鏡5之間插入對(duì)二倍頻光為全波片、對(duì)四倍頻光為1/2波片的波片7。二倍頻晶體3、四倍頻晶體4與激光增益介質(zhì)2的晶體光軸呈45°夾角，波片6、7的光軸與二倍頻晶體3、四倍頻晶體4的光軸呈22.5°夾角，這樣使得基頻光經(jīng)兩次倍頻直接出射到腔外。
如圖5所示的本實(shí)用新型，也可以直接采用在激光增益介質(zhì)、二倍頻晶體與四倍頻晶體晶體的表面鍍膜的方式，來代替激光腔鏡的結(jié)構(gòu)，可用于微片激光器。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)中，還可以插入調(diào)Q元件、標(biāo)準(zhǔn)具等其他元件，以滿足相應(yīng)的要求。
權(quán)利要求1.四倍頻激光器，包括三個(gè)激光腔鏡、激光增益介質(zhì)、二倍頻晶體和四倍頻晶體，三個(gè)激光腔鏡組成兩個(gè)諧振腔，泵浦光通過激光腔鏡聚焦到激光增益介質(zhì)上，激發(fā)產(chǎn)生的基頻光在第一個(gè)諧振腔內(nèi)振蕩，通過二倍頻晶體產(chǎn)生倍頻光，其特征在于二倍頻晶體與四倍頻晶體為I類倍頻晶體，組合棱鏡設(shè)于激光增益介質(zhì)和二倍頻晶體之間，折射倍頻光到另一個(gè)諧振腔，通過四倍頻晶體產(chǎn)生四倍頻光射出，該組合棱鏡由三塊光軸方向在同一平面上的同種雙折射晶體組成，中間的晶體的光軸與兩邊的晶體的光軸存在一定的夾角，通過組合棱鏡的O光透射，e光全反射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四倍頻激光器，其特征在于該二倍頻晶體為II類倍頻晶體，在二倍頻晶體與組合棱鏡之間插入對(duì)基頻光為全波片、對(duì)倍頻光為1/2波片的波片，通過組合棱鏡的基頻光全透射，倍頻光全反射。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四倍頻激光器，其特征在于該四倍頻晶體為II類倍頻晶體，在四倍頻晶體與組合棱鏡插入對(duì)二倍頻光為全波片、對(duì)四倍頻光為1/2波片的波片，通過組合棱鏡的二倍頻光全反射，四倍頻光全透射。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四倍頻激光器，其特征在于該二倍頻晶體和四倍頻晶體為II類倍頻晶體，在二倍頻晶體與組合棱鏡之間插入對(duì)基頻光為全波片、對(duì)倍頻光為1/2波片的波片，在四倍頻晶體與組合棱鏡插入對(duì)二倍頻光為全波片、對(duì)四倍頻光為1/2波片的波片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的四倍頻激光器，其特征在于該激光增益介質(zhì)是YAG、YVO4、或YLF晶體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的四倍頻激光器，其特征在于該I類倍頻晶體是BBO、LBO或BIBO晶體。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至4之一所述的四倍頻激光器，其特征在于該II類倍頻晶體是KTP或BBO晶體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的四倍頻激光器，其特征在于省去激光腔鏡元件，在激光增益介質(zhì)的入射端、二倍頻晶體與四倍頻晶體晶體的出射端表面鍍膜。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種四倍頻激光器，其包括三個(gè)激光腔鏡、激光增益介質(zhì)、二倍頻晶體和四倍頻晶體，二倍頻晶體與四倍頻晶體為I類倍頻晶體，三個(gè)激光腔鏡組成兩個(gè)諧振腔，泵浦光通過激光腔鏡聚焦到激光增益介質(zhì)上，激發(fā)產(chǎn)生的基頻光在第一個(gè)諧振腔內(nèi)振蕩，通過二倍頻晶體產(chǎn)生倍頻光，組合棱鏡設(shè)于激光增益介質(zhì)和二倍頻晶體之間，折射倍頻光到另一個(gè)諧振腔，通過四倍頻晶體產(chǎn)生四倍頻光射出。這樣，應(yīng)用組合棱鏡可有效地進(jìn)行偏振控制，用來分開基頻光和倍頻光或倍頻光和四倍頻光，利用偏振全反射將倍頻光反射到另一個(gè)腔中，經(jīng)再次倍頻產(chǎn)生四頻光后直接輸出，避免了腔內(nèi)元件的損傷，延長(zhǎng)使用壽命，且通過設(shè)計(jì)棱鏡的對(duì)稱結(jié)構(gòu)可以補(bǔ)償色散。
文檔編號(hào)H01S3/109GK2829156SQ20052007393
公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2005年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月22日
發(fā)明者吳礪 申請(qǐng)人:吳礪