[发明专利]266nm固体激光器及其光束质量优化方法

说明书

本发明提供了一种266nm固体激光器及其光束质量优化方法，其中266nm固体激光器包括第一倍频结构和第二倍频结构；第二倍频结构沿266nm固体激光器的激光出射光路设置于第一倍频结构之后，用于接收第一倍频结构形成的532nm激光束并将其转换为266nm的高功率紫外激光束；其中，第二倍频结构包括四倍频晶体组件，四倍频晶体组件由沿激光出射光路依次设置的第一BBO晶体、CLBO晶体和第二BBO晶体组合构成，用于对沿激光出射光路出射的532nm激光束进行倍频转换，以获取266nm的高功率紫外激光束。因此，基于本发明的266nm固体激光器，在保证266nm激光功率输出的情况下，使用BBO晶体和CLBO晶体两种非线性晶体级联的方式，提高了输出光束质量，同时还延长了晶体的使用寿命以及降低了激光器成本。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，特别涉及一种基于非线性晶体的266nm固体激光器及其光束质量优化方法。

背景技术

目前，作为获得高功率紫外激光的一种重要方法，倍频转换技术得到越来越多的关注。其中，基于晶体的非线性效应输出的激光功率和光束质量与晶体本身的材料、结构及相应特性等因素密切相关。通常，在倍频转换技术中，为达到将532nm到266nm激光转换的目的，通常采用的非线性晶体主要是BBO和CLBO晶体。BBO晶体和CLBO晶体对532nm和266nm都有较高的透过率。其中，BBO晶体相对于CLBO晶体还具有成本低、有效非线性系数大、低潮解特性、较好的化学稳定性以及匹配温度范围大，但是，BBO晶体的离散角大，会影响出射光的光束质量；与之对应的是，CLBO晶体具有温度带宽、接收角范围宽以及离散角小且因此出射光光束质量好等优点，但是CLBO非常容易潮解，且成本高昂。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为解决现有技术中为获得266nm高功率紫外激光时，因现有BBO晶体具有离散角较大，出射光光束质量差以及CLBO晶体成本高且易于潮解寿命较短等，造成固体激光器无法有效平衡成本、激光光束质量和使用寿命的技术问题，本发明提供了一种266nm固体激光器及其光束质量优化方法。

(二)技术方案

本发明的一个方面提供了一种266nm固体激光器，其中包括第一倍频结构和第二倍频结构，第一倍频结构用于形成532nm激光束；第二倍频结构沿266nm固体激光器的激光出射光路设置于第一倍频结构之后，用于接收532nm激光束并将其转换为266nm的高功率紫外激光束；

其中，第二倍频结构包括四倍频晶体组件，四倍频晶体组件由沿激光出射光路依次设置的第一BBO晶体、CLBO晶体和第二BBO晶体组合构成，用于对沿激光出射光路出射的532nm激光束进行倍频转换，以获取266nm的高功率紫外激光束。

根据本发明的实施例，第一倍频结构包括沿激光出射光路依次设置的基频激光光源、二倍频晶体组件以及第一分光镜，其中：基频激光光源发光方向朝向二倍频晶体组件设置，用于产生1064nm原始激光束；二倍频晶体组件用于接收1064nm原始激光束，并将1064nm原始激光束进行倍频转换，产生具有1064nm和532nm的第一混合激光束，使得第一混合激光束入射至第一分光镜的入光面；第一分光镜的入光面与第一混合激光束的入射方向之间具有第一入射角，第一分光镜的入光面镀设有1064nm增反膜和532nm增透膜，第一分光镜的出光面镀设有532nm增透膜，用于反射第一混合激光束的1064nm激光束，同时透射第一混合激光束的532nm激光束，使得532nm激光束入射至第二倍频结构。

根据本发明的实施例，二倍频晶体组件包括二倍频晶体和开放恒温仓。二倍频晶体沿激光出射光路设置于基频激光光源之后，以使得1064nm原始激光束入射至二倍频晶体的入光面上，并对其进行倍频转换以产生第一混合激光束；开放恒温仓为筒柱状结构，其轴心线与激光出射光路重合，并具有套设二倍频晶体的内部空间，用于为二倍频晶体提供恒温环境。