[发明专利]一种四次谐波激光器

说明书

本发明开了一种四次谐波激光器，该系统在光学谐振腔内包括激光介质，二次谐波发生器，经二次谐波发生晶体，其中一部分被转换成二次谐波光束。在将二次谐波光束转换为高次谐波光束之前，二次谐波和未转换的基波光束都被一个反射表面反射回二次谐波发生器第二次通过二次谐波发生器。一个三次谐波发生器用于产生三次谐波光束；一个四次谐波发生器用于产生四次谐波光束；一个波长选择耦合器用于输出四倍频光束，它们与反射的二次谐波光束和基波光束光学连通。未转换的二次谐波光束可以被导入激光介质作为额外泵浦。也可以将几乎所有紫外光束都从激光谐振腔中输出。本发明与现有技术相比的优点在于：提高的转换效率和改进的模式质量。

技术领域

本发明涉及固体激光技术领域，具体是指一种四次谐波激光器。

背景技术

使用诸如非线性晶体的非线性介质产生光学谐波提供了一种获取激光器或其他高强度源发射的电磁辐射频率的二次谐波，三次谐波或四次谐波的方法。已经在诸如LiNbO3，KDT，KTP，BBO，LBO等晶体中实现了谐波产生和光学参量振荡。而蓝光，绿光和紫外激光在工业，医疗和科研等领域应用广泛。

UV激光可用于钻孔，微焊等应用。已提出内腔四次谐波产生方法，参见Tso YeeFan和Bruce H.T.Chai的文献“Intracavity Fourth Harmonic Generation Using ThreePieces of LBO in a Nd:YAG Laser”，OSA Proceeding on Advanced Solid StateLasers，1994 Vol.20,pps.377-380。然而，现有技术的四次谐波激光功率很低，约为270mW数量级。目前也已经提出了其它的四次谐波激光器，参见美国专利No.5,206,868，目前仍然存在对改进的高功率四次谐波激光器的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服以上技术缺陷，提供一种四次谐波激光器。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种四次谐波激光器，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。