[发明专利]一种产生短波长深紫外激光的装置

说明书

本发明提供一种产生短波长深紫外激光的装置，包括：泵浦源、第一激光变频系统、第二激光变频系统、分束镜、倍频系统以及和频系统，所述泵浦源发射的激光经过所述第一激光变频系统后，得到第一预设频率的第一激光源；所述第一激光源发射的激光经所述分束镜后，分束成频率相等的第一激光和第二激光；所述第一激光经过倍频系统的2倍频后射入所述第二激光变频系统，得到第二预设频率的第二激光源；所述第二激光源发射的激光经过所述倍频系统的4倍频后，与所述第二激光在所述真空和频系统中和频或所述第二激光源发射的激光经过所述倍频系统的4倍频后，与所述第一激光在所述倍频系统的2倍频后在真空中和频，得到调频范围较宽的深紫外激光。

技术领域

本发明涉及全固态激光变频领域，更具体地，涉及一种产生短波长深紫外激光的装置。

背景技术

全固态深紫外(DUV-DPL)相干光源，尤其是波长可调谐的脉冲深紫外激光在现代生物技术、材料加工、超快光谱分析和强场物理等领域有广泛的应用前景。

目前，近红外波段的脉冲激光主要利用脉冲泵浦块状晶体或光纤增益介质，或者在腔内进行调Q或锁模来获得，而紫外波段的脉冲由于受增益介质激发光谱的限制，还没有办法直接产生。基于非线性晶体材料二阶非线性效应，对可调谐的脉冲可见光和近红外光进行多级非线性频率变换仍然是当前获得紫外、深紫外相干光源的常用方法。现有技术中，获得DUV-DPL有2种技术路线：一是直接倍频技术；二是和频技术。在直接倍频技术方面，氟代硼铍酸钾KBBF晶体及其同族的氟代硼铍酸铷RBBF晶体是目前唯一可直接倍频产生深紫外激光的非线性晶体，已有大量直接倍频获得可调谐波长的研究结果被报道，获得最短的波长输出为165nm；在和频技术方面，目前，已有研究利用钛宝石基频光与其四次谐波和频获得了156-160nm和149.8-158.1nm的5倍频深紫外激光输出。

但是，现有技术无论直接倍频技术或是和频技术，均采用的是单一激光源，对基频光的功率要求大，并且获得的可调谐范围较窄，导致实用性受限。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种产生深紫外激光的装置。

根据本发明的一个方面，提供一种产生深紫外激光的装置，包括：

泵浦源、第一激光变频系统、第二激光变频系统、分束镜、倍频系统以及和频系统，其中，

所述泵浦源发射的激光经过所述第一激光变频系统后，得到第一预设频率的第一激光源；

所述第一激光源发射的激光经所述分束镜后，分束成频率相等的第一激光和第二激光；

所述第一激光经过倍频系统的2倍频后射入所述第二激光变频系统，得到第二预设频率的第二激光源；

所述第二激光源发射的激光经过所述倍频系统的4倍频后，与所述第二激光在所述和频系统中和频，或

所述第二激光源发射的激光经过所述倍频系统的4倍频后，与所述第一激光在所述倍频系统的2倍频后和频，得到需要的深紫外激光。

其中，所述第一激光变频系统包括：

两块谐振腔镜和激光晶体，其中，

所述激光晶体为Nd³⁺激光晶体，靠近所述泵浦源的一块谐振腔镜的镀有对所述泵浦源发射的激光频率高透过率的介质膜，以及对所述第一预设频率高反射率的介质膜，远离所述泵浦源的另一块谐振腔镜镀有对所述第一预设频率的激光耦合输出率的介质膜。

其中，所述第一激光变频系统还包括：

调Q装置或锁模装置，所述调Q装置或锁模装置用于获得脉宽不同量级的脉冲激光，其中，

包括纳秒量级脉冲激光、皮秒量级脉冲激光以及飞秒量级脉冲激光。