[实用新型]一种紫外激光倍频器

说明书

本实用新型涉及一种紫外激光倍频器，特别涉及激光技术领域。这种紫外激光倍频器包括紫外激光器、二倍频非线性晶体、三倍频非线性晶体、走离补偿控制晶体，所述二倍频非线性晶体设于所述紫外激光器与所述三倍频非线性晶体之间，所述走离补偿控制晶体设于所述二倍频非线性晶体与所述三倍频非线性晶体之间，所述二倍频非线性晶体与所述三倍频非线性晶体分别优选LBO晶体，所述走离补偿控制晶体优选薄片状单轴晶体，通过采用二倍频与三倍频非线性晶体组合构成倍频器结构，其中二倍频晶体优先采用非临界相位匹配方式，通过控制三倍频晶体的走离效应方向和位置，增大了基频光与倍频光的互作用区域，以此获得三倍频高效紫外激光输出，结构简单，效果明显。

技术领域

本实用新型涉及激光技术领域，尤其涉及一种紫外激光倍频器。

背景技术

当前，紫外波段激光在材料加工中的应用异军突起，显示了它较强劲的优势，可应用于打标、雕刻、手机材料成型等等，而以非线性晶体LBO为代表的二倍频晶体和三倍频晶体的结合使用是在商业上广泛使用的最有效的获得355nm紫外激光的方法，所以当前市场上出现的紫外激光器所使用的波长转换晶体基本为LBO晶体。但是，LBO晶体存在相对较小的接收角且有走离效应，这就导致出现了激光器的紫光输出效率不高、光斑不好等问题，而在LBO晶体的倍频转换方式中，由于三倍频没有NCPM（非临界相位匹配）匹配结构，所以导致三倍频较二倍频而言转换效率更低，一般为30%左右，并且由于三倍频激光转换效率由二倍频和基频光性质决定，比如：偏振态、功率配比、光斑质量、光斑走离等，这些都严重影响到三倍频激光的产生，所以想要获得高效紫外激光，可以说比获得二倍频532nm激光更难。庆幸的是，LBO晶体二倍频可以通过NCPM获得大于60%以上的效率，且无走离，这比通常的角度匹配有走离效应的方式获得的40%效率大很多。

为了提高355nm三倍频紫外激光的转换效率，现有技术采用了图5的匹配和补偿方式，虽然提高了紫外激光的转换效率，但二倍频532nm激光效率下降，因此，效率没有最大化。但如果采用如图6的匹配结构，将532nm激光设置为NCPM匹配方式，这样二倍频效率可以最大化，然而三倍频由于走离效应较大，总体上仍然限制了三倍频转换效率，这相当于走离效应引起的效率降低了一倍。为了最大化紫外激光转换效率，同时为了获得较高质量圆形光斑，本实用新型提供了如下方案用来克服以上问题。

发明内容

（1）要解决的技术问题

本实用新型的目的是为了最大化紫外激光转换效率，同时为了获得较高质量圆形光斑的问题，提供的一种紫外激光倍频器。

（2）技术方案

为了解决现有技术中的不足，本实用新型提供了这样一种紫外激光倍频器，本实用新型采用的技术方案是：

一种紫外激光倍频器，包括紫外激光器、二倍频非线性晶体、三倍频非线性晶体、走离补偿控制晶体，所述二倍频非线性晶体设于所述紫外激光器与所述三倍频非线性晶体之间，所述走离补偿控制晶体设于所述二倍频非线性晶体与所述三倍频非线性晶体之间，所述二倍频非线性晶体与所述三倍频非线性晶体分别为BBO晶体、LBO晶体、CLBO晶体、BiBO晶体或KTP晶体，所述走离补偿控制晶体为YVO4单轴晶体、α-BBO单轴晶体或与所述三倍频非线性晶体材质相同的晶体。

优选地，所述三倍频非线性晶体替换为三倍频非线性晶体组，所述三倍频非线性晶体组包括第一三倍频非线性晶体、第二三倍频非线性晶体，所述第一三倍频非线性晶体与所述第二三倍频非线性晶体分别为BBO晶体、LBO晶体、CLBO晶体、BiBO晶体或KTP晶体，所述第一三倍频非线性晶体与所述第二三倍频非线性晶体相对面及所述第二三倍频非线性晶体紫外激光输出面切割角度相等，且为但不限于布儒斯特角面，所述第一三倍频非线性晶体光轴方向与所述第二三倍频非线性晶体光轴方向平行。

优选地，所述第二三倍频非线性晶体厚度与所述第一三倍频非线性晶体厚度一致。