[发明专利]一种四次谐波激光器

权利要求书

1.一种四次谐波激光器，其特征在于：包括第一反射表面、第二反射表面、光学谐振腔、激光介质、二次谐波发生器、三次谐波发生器、四次谐波发生器、四次谐波光束分离器和紫外光束分离器；

所述第一反射表面和第二反射表面之间形成光学谐振腔，所述光学谐振腔中间有光轴，所述光学谐振腔中包含一个能产生选定波长的基波光束电磁辐射的激光介质；

一个所述二次谐波发生器将部分选定波长的基波光束转化为二次谐波光束，一个所述二次谐波发生器包含第一电磁辐射端口和第二电磁辐射端口，用于接收、导引二次谐波光束辐射，二次谐波光束分别从两个电磁辐射端口进入并穿过所述二次谐波发生器，所述二次谐波发生器导引基波光束的端面到第一电磁辐射端口，导引基波光束和二次谐波光束从第二电磁辐射端口入射到所述光学谐振腔第二表面并被反射回所述二次谐波发生器非线性晶体并产生额外的二次谐波，这一过程发生在二次谐波光束转化为更高次谐波之前，从第二电磁辐射端口导引电磁辐射到一个所述三次谐波发生器；

所述三次谐波发生器包含第三、第四电磁辐射端口用于接收、导引电磁辐射穿过所述三次谐波发生器，电磁辐射可以分别从第三、第四电磁辐射端口进入并穿过所述三次谐波发生器，其中，一部分基波光束和一部分二次谐波光束转化为三次谐波光束，电磁辐射从第四电磁辐射端口进入一个所述四次谐波发生器；

所述四次谐波发生器含有第五、第六电磁辐射端口用于接收、导引电磁辐射穿过所述四次谐波发生器。电磁辐射可以分别从第五、第六电磁辐射端口进入并穿过所述四次谐波发生器，其中，一部分基波光束和一部分三次谐波光束转化为四次谐波光束；

一个所述四次谐波光束分离器配合第六电磁辐射端口用于分离四次谐波光束和基波光束，并导引分离的四次谐波光束从所述光学谐振腔输出，并导引基波光束返回所述激光介质；

一个所述紫外光束分离器使紫外光在基波光束返回所述激光介质之前就与其分离。

2.根据权利要求1所述的一种四次谐波激光器，其特征在于：所述激光介质为固态激光介质，且主要包括Nd:YLF，Nd:YAG，Nd:YVO4和Nd:YAP晶体。

3.根据权利要求1所述的一种四次谐波激光器，其特征在于：所述四次谐波光束分离器是位于所述光学谐振腔光轴上与第六电磁辐射端口配合的介质反射镜，所述介质反射镜对基波光束高透，对三次谐波光束、四次谐波光束高反，能将三次谐波光束、四次谐波光束导出光学谐振腔外作为激光器输出。

4.根据权利要求1所述的一种四次谐波激光器，其特征在于：所述紫外光束分离器是一个位于所述光学谐振腔光轴上，与所述四次谐波光束分离器和激光介质光学连通的紫外介质反射镜，用于接收透过所述四次谐波光束分离器的电磁辐射，所述紫外介质反射镜对四次谐波光束高反，可将光学谐振腔内额外的四次谐波光束彻底导出腔外。

5.根据权利要求1所述的一种四次谐波激光器，其特征在于：所述紫外光束分离器是一个位于所述光学谐振腔光轴上，与所述四次谐波光束分离器和激光介质光学连通的色散棱镜，用于接收透过所述四次谐波光束分离器的电磁辐射，所述色散棱镜将基波光束反射回所述激光介质之前，同时将包括三次谐波光束和四次谐波光束在内的全部紫外光束在空间上充分分离。

6.根据权利要求1所述的一种四次谐波激光器，其特征在于：激光器内包含一个用于产生脉冲输出的Q开关。

7.根据权利要求1所述的一种四次谐波激光器，其特征在于：二次谐波发生器是一个I类相位匹配非线性晶体，三次谐波发生器是一个II类相位匹配非线性晶体，四次谐波发生器是一个I类相位匹配非线性晶体。

8.根据权利要求1所述的一种四次谐波激光器，其特征在于：所述二次谐波发生器的第二电磁辐射端口镀有二次谐波光束和基波光束的高反射介质膜，能反射基波光束和二次谐波光束并再次通过所述二次谐波发生器。

9.根据权利要求1所述的一种四次谐波激光器，其特征在于：所述四次谐波光束分离器和紫外光束分离器是一个或多个位于所述光学谐振腔光轴上，处于四次谐波发生器和激光介质之间色散棱镜，所述四次谐波光束分离器与光轴夹角靠近基波光束的布儒斯特角，因此激光介质可产生水平偏振激光束。