[实用新型]一种紫外和频晶体的换点装置

说明书

本实用新型提供一种紫外和频晶体的换点装置，通过在和频光路中插入设计好厚度的布儒斯特平行板，对和频晶体上的光束进行平移，实现和频晶体被紫外激光打坏的区域的更换。除此之外，在和频晶体光路后方再设置一个布儒斯特平行板，用于对光路进行补偿，使得补偿后的光路和原光路保持一致。本实用新型提供的换点装置更加简洁高效，可以快捷、精确地完成光路平移，极大地简化了平移光路实现晶体换点的相关方案，整个系统的稳定性也较高，解决了现有技术中紫外激光造成的和频晶体失效问题，提升了和频系统的整体使用寿命。

技术领域

本实用新型属于激光技术领域，涉及一种紫外和频晶体的换点装置。

背景技术

相对于红外激光光子通过受激辐射的方式产生，紫外激光光子通常是由倍频、和频技术得到，所以紫外激光光子的频率更高。这意味着紫外激光有更高的单光子能量（E=hγ，E代表光子能量，γ代表光子能量，h为普朗克常数）。由于紫外激光的单光子能量较强，其与材料相互作用的过程直接破坏材料表面的化学键，使材料直接气化与基体分离，因此加工过程中材料更容易吸收紫外激光，表面形成更小的热影响区域。特别是在聚合物材料、复合材料、金属材料的加工中，紫外激光与红外激光相比有更多的优势。

紫外激光光子通常由红外激光光子通过倍频、和频等非线性技术实现。在非线性技术的转换过程中，需要高的峰值功率密度才能产生高的转换效率。然而高的峰值功率密度意味着产生的紫外激光光子更加集中，对材料的破坏性更大，尤其是在产生紫外激光最强的和频晶体的紫外出光端面。超高峰值功率密度的紫外光会对和频晶体及其同光面上的光学膜层造成极其严重的破坏作用，降低晶体的实际使用寿命，从而影响整个激光系统的长期稳定可靠性。

为解决以上由紫外激光造成的和频晶体失效问题，提升系统整体使用寿命，有两种思路和方法可以实现更换晶体的通光区域。一种采用平行移动晶体的方式，实现和频晶体被紫外激光打坏的区域的更换。另一种通过平移和频晶体光线的方式实现和频晶体通光区域的变化。第一种方法由于需要保证晶体的精确平移，因此需要精密的运动机械及控制系统，相对昂贵；第二种方式中光线的平移会造成紫外激光产生后的整个系统光路的平移，每换一次光线需要重新调整光路，不利于整体效率的提升。

如专利CN112630956A所公开的一种紫外谐波晶体的换点方法，其虽然实现了通过平移光线实现了晶体换点，但是引入了复杂的偏心补偿器系统，需要由精确的运动装置和控制系统来完成，增加了整个系统的复杂程度，不利于系统的精确性和整体稳定性。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种更加简洁高效，稳定可靠的紫外和频晶体的换点装置，采用以下技术方案。

一种紫外激光晶体的换点装置，沿光线行进方向依次包括激光器、第一布儒斯特平行板、倍频晶体、紫外和频晶体和第二布儒斯特平行板；激光器发出的第一激光束以第一布儒斯特角入射到第一布儒斯特平行板上，入射的第一激光束偏振方向和第一布儒斯特角入射面平行，所述第一激光束以平行于其入射方向的方式在第一布儒斯特平行板的出射面出射，进入倍频晶体产生倍频激光束，所述第一激光束和所述倍频激光束一起从倍频晶体出射，并一起进入到紫外和频晶体产生和频激光束；和频激光束以第二布儒斯特角入射到第二布儒斯特平行板，入射的和频激光束偏振方向和第二布儒斯特角入射面平行，和频激光束以平行于其入射方向的方式在第二布儒斯特平行板的出射面出射；所述第一布儒斯特平行板固定在一平移导轨上，通过所述平移导轨带动所述第一布儒斯特平行板移动。

优选地，所述换点装置沿光路行进方向在激光器之后、第一布儒斯特平行板之前还包括第一透镜、第二透镜，第一透镜和第二透镜用于对入射的激光束进行准直。

优选地，所述第一透镜的光轴与激光束光轴同轴。

优选地，所述第一透镜是单透镜或组合透镜。