[实用新型]一种紫外固体激光器

说明书

技术领域

本申请涉及一种固体激光器，具体涉及一种半导体激光二极管作为泵浦源的紫外固体激光器。

背景技术

紫外激光在紫外光刻、生物细胞的荧光分析等领域得到广泛的应用，要求紫外激光器具有高的转换效率并输出高功率。

近年来InGaN、GaN基半导体激光器得到了广泛地发展，GaN基半导体激光器能够输出400nm的紫外激光，并且可连续工作1000小时左右，然而很难输出100mW以上的单横模激光以满足。此外，采用非线性晶体利用SHG（二阶谐波产生）效应及THG（三阶谐波产生）效应以减小振荡波长也得到了广泛的应用，可得到380nm及以下波长范围的紫外光，然而振荡效率降低并且寿命也变短。

发明内容

本实用新型提供一种InGaN基半导体激光二极管作为泵浦源的紫外固体激光器。

一种紫外固体激光器，包括泵浦源、聚焦透镜、固态增益介质、波长转换元件，其特征在于：所述泵浦源为InGaN基半导体激光二极管，发出激光光束作为泵浦光；所述固态增益介质采用Pr³⁺、Er³⁺共掺的固态激光晶体，泵浦光经聚集透镜聚焦后入射至固态激光晶体的入光面，所述入光面作为谐振腔的输入镜；在固态激光晶体的出光方向后方设置谐振腔的输出镜；在固态激光晶体与输出镜之间设置波长转换元件和标准具；所述固态增益介质、波长转换元件、标准具和输出镜设置在热沉上，所述泵浦源设置在散热基座上，聚焦透镜设置在透镜支架上；所述热沉、散热基座与透镜支架设置在可以调节温度的帕尔贴元件以调节各光学元件的温度。

所述泵浦源、聚焦透镜、固态增益介质、波长转换元件、标准具、输出镜及帕尔贴元件设置在密封箱中，密封箱的出光处设置有出光窗口，紫外激光从所述出光窗口出射。

所述InGaN基半导体激光二极管为宽带隙激光二极管，通过半导体制冷器调节激光二极管的温度，使其输出波长约为400nm。

所述固态激光晶体为Pr³⁺,Er³⁺:YLF晶体，在泵浦光的作用下能够从能级³P₀跃迁到能级³F₄，可输出720nm的激光；所述Pr³⁺,Er³⁺:YLF晶体的入光面镀400nmHT/720nmHR膜，在400nm处的透过率约为80%，在720nm处的反射率约为99%；所述Pr³⁺,Er³⁺:YLF晶体的出光面镀720nmAR/360nmHR膜，在720nm处具有低反射率，反射率约为0.2%，在360nm处的反射率约为95%。

所述波长转换元件为非线性光学材料，采用MgO:LiNbO₃晶体，具有周期性畴极化反转结构，其畴极化反转结构的周期为1.65μm，将720nm的基波转化为二阶谐波360nm，经输出镜输出360nm的紫外激光。

所述输出镜的入光面镀720nmHR/360nmHT膜，在720nm处的反射率在99%以上，在360nm处的透过率在95%以上。

所述标准具作为波长选择元件，使得激光器的谐振腔内为单纵模振荡，由此降低噪声。

所述热沉、基座由铜材料制成。

所述InGaN基半导体激光二极管的输出功率为2W，获得的360nm的紫外激光约为100mW。

掺杂Pr³⁺与Er³⁺共掺的固态激光晶体在InGaN基半导体激光二极管的泵浦下，能够在700-800nm范围内振荡，可实现从能级³P₀跃迁到能级³F₄，从而输出720nm的激光，并且可通过具有周期性畴极化反转结构的波长转换元件产生二阶谐波，而高效率地获得360nm的紫外激光，并且激光器的结构简单，损耗较小；此外还能够调节各光学元件的温度，使光学元件保持在最佳的工作状态，提高转化效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1对本实用新型作进一步详细说明。