[发明专利]直接倍频实现波长160～170nm全固态深紫外激光的装置

权利要求书

1.一种直接倍频实现波长160～170nm全固态深紫外激光的装置，其包括紫外激光泵浦源、深紫外直接倍频器件和真空装置系统；所述紫外激光泵浦源为320～340nm波长的全固态紫外激光泵浦装置，该全固态紫外激光泵浦装置通过1.28～1.36微米基频光的四倍频实现320～340nm波长的紫外激光；所述的深紫外直接倍频器件由能够通过直接倍频实现160～170nm深紫外输出的深紫外倍频晶体及第一匹配材料和第二匹配材料组成；所述深紫外倍频晶体为能够实现320～340nm直接倍频位相匹配的薄片状晶体，所述深紫外倍频晶体能够实现1.28～1.36微米激光的八倍频位相匹配；所述第一匹配材料和第二匹配材料为直角棱柱，所述深紫外倍频晶体光胶于所述第一匹配材料和第二匹配材料的斜边面上；第一匹配材料钝角切割角度满足入射的320～340nm紫外激光垂直入射到第一匹配材料后再入射到深紫外直接倍频晶体中，满足深紫外倍频晶体的位相匹配角度；第二匹配材料满足160～170nm深紫外激光高透过率，其钝角切割角度满足160～170nm深紫外激光垂直于该第二匹配材料直角面出射；所述真空装置系统由密封罐体、置于所述密封罐体罐壁上的入射窗口和出射窗口组成，所述密封罐体内抽真空或充填惰性气体；所述的深紫外直接倍频器件放置在真空罐系统的密封罐体中，确保深紫外直接倍频器件在真空或惰性气体环境中进行倍频，防止产生的深紫外激光被空气或者水蒸气吸收；紫外激光泵浦源发出的紫外激光从入射窗口进入密封罐体，由第一匹配材料的直角边垂直入射，然后通过深紫外倍频晶体进行直接倍频，产生的160～170nm深紫外激光和剩余的紫外激光经过第二匹配材料后在空间上自然分开，160～170nm深紫外激光从其传播方向上设置的出射窗口输出。

2.根据权利要求1所述的直接倍频实现波长160～170nm全固态深紫外激光的装置，其特征在于，所述紫外泵浦源由基频光源、二倍频发生器和四倍频发生器组成；所述基频光源的1.28～1.36微米基频光通过二倍频发生器产生二倍频激光，二倍频激光通过四倍频发生器产生四倍频激光；二倍频激光由腔外二倍频或腔内二倍频产生。

3.根据权利要求2所述的直接倍频实现波长160～170nm全固态深紫外激光的装置，其特征在于，所述的基频光源由至少一个增益装置、由基频激光高反镜A和部分输出镜B构成的谐振腔装置、调Q元件及起偏元件组成；增益装置为侧面泵浦或者端面泵浦结构；激光增益介质为Nd:YAG、Nd:YAP、Nd:YLF、Nd:GGG、Nd:YVO₄或Nd:GdVO₄产生1.28～1.36微米波长激光介质；激光增益介质的材料为晶体或陶瓷。

4.根据权利要求1所述的直接倍频产生波长小于170nm全固态深紫外激光的装置，其特征在于，所述深紫外直接倍频晶体为KBBF族晶体。

5.根据权利要求4所述的直接倍频产生波长小于170nm全固态深紫外激光的装置，其特征在于，所述的KBBF族晶体为KBBF晶体或RBBF晶体。

6.根据权利要求5所述的直接倍频实现波长160～170nm全固态深紫外激光的装置，其特征在于，所述KBBF族晶体为KBBF晶体时，其1.28～1.36微米激光八倍频的位相匹配切割角度为70.65°～90°。

7.根据权利要求1所述的直接倍频实现波长160～170nm全固态深紫外激光的装置，其特征在于，所述的第一匹配材料为SiO₂，其钝角切割角度为81.4°～81.5°。

8.根据权利要求1所述的直接倍频实现波长160～170nm全固态深紫外激光的装置，其特征在于，所述的第二匹配材料为CaF₂，其钝角切割角度为71.79°～71.78°。