[发明专利]一种同时产生289nm和299nm激光的全固态紫外激光器

说明书

本发明涉及一种同时产生289nm和299nm激光的全固态紫外激光器，属于激光器领域，包括泵浦源、第一光参量振荡器、谐波发生器、第一和频发生器、第二光参量振荡器和第二和频发生器，第一光参量振荡器包括第一非线性晶体，谐波发生器包括二倍频非线性晶体和三倍频非线性晶体，第一和频发生器包括第一和频非线性晶体，第二光参量振荡器包括第二非线性晶体，第二和频发生器包括第二和频非线性晶体；本发明以Nd:YAG调Q激光器作为泵浦源，并通过非线性晶体获得可调谐输出，同时得到1550nm和1895nm的激光输出，然后通过和频方式同时得到289nm和299nm的输出激光。

技术领域

本发明涉及一种同时产生289nm和299nm激光的全固态紫外激光器，属于激光器技术领域。

背景技术

紫外激光器具有输出波长短、光子能量高、衍射效应小等特性，是光谱检测、相干测量、生物医疗、精密微加工等的理想光源，在科研、生物、环境、工业等领域均有广泛应用。特别是在环境检测和环境保护领域，紫外激光是检测化学和生物有机体的重要光源。然而，在环境监测中，为提高测量精度，以及对多种气体进行监测，往往需要采用双波长，甚至多波长的紫外激光光源。例如，在对对流层臭氧的长期、区域性监测中，289nm和299nm的激光可以作为差分吸收激光雷达(DIAL)的光源，快速重复地测量臭氧浓度的空间分布和对流层中的臭氧浓度，从而在环境检测和环境保护领域扮演着重要的角色。

目前，同时产生289nm和299nm激光的主要方式是基于受激拉曼效应，如中国专利文献CN103185712A公开的一种“产生多波长受激拉曼的装置”。但是，由于密闭的高压环境，使其存在气体泄露和爆炸的危险。其他产生紫外激光的方式仅能获得289nm或299nm单一波长，包括以下几种方法：

A、传统方法是通过266nm激光泵浦的气体拉曼激光器来获取紫外激光，但是激光器的尺寸较大，而且由于热晕和热击穿效应，受激拉曼散射具有功率限制，另一个缺点是频率上转换需要高强度的深紫外泵浦光源；

B、利用Nd:YAG调Q激光器产生四次谐波泵浦掺铈晶体，获得紫外激光输出，但是，这种掺铈晶体尚未得到广泛应用和普及；

C、通过钛宝石激光器产生三次谐波以获得紫外激光，但是该晶体的热效应非常严重，而且只能使用蓝绿波长的激光作为泵浦源，体积庞大且价格昂贵；

D、以Nd:YAG激光器为泵浦源的光参量振荡器，通过二次倍频以及光参量振荡的方式产生紫外调谐激光输出，获得可调谐单一波长紫外激光。但调谐激光器维护困难、不稳定。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种同时产生波长为289nm和299nm激光的全固态紫外激光器，以Nd:YAG调Q激光器作为泵浦源，通过光参量振荡同时得到1550nm和1895nm的激光输出，然后通过和频方式同时得到波长为289nm和299nm的激光输出。该激光器具有结构简单紧凑、激光输出稳定、造价低等优点。

本发明采用以下技术方案：

一种同时产生289nm和299nm激光的全固态紫外激光器，包括泵浦源、第一分束镜、第二分束镜、第一光参量振荡器、产生三次谐波的谐波发生器、第一和频发生器、第二光参量振荡器和第二和频发生器，所述第一光参量振荡器包括第一非线性晶体，谐波发生器包括二倍频非线性晶体和三倍频非线性晶体，第一和频发生器包括第一和频非线性晶体，第二光参量振荡器包括第二非线性晶体，第二和频发生器包括第二和频非线性晶体；

泵浦源为Nd:YAG调Q激光器，中心波长为1064nm，1064nm的泵浦光通过第一分束镜分为两路，其中一路透过第一分束镜作为第一光参量振荡器的泵浦光，经过第一光参量振荡器的第一非线性晶体得到1550nm的激光输出；