專利名稱：一種基于受抑全反射的準分子激光功率振蕩器諧振腔的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及激光技術領域，尤其是能用于注入鎖定技術的準分子激光功率振蕩器諧振腔。
背景技術：
波長為X的光波從光密介質射向光疏介質(n2 < Ii1),如圖1所不，當光波入射角4 I大于臨界角時，光波在界面會發(fā)生全反射，但此時光波并不是直接完全反射回介質I中，而是在介質2中進入大概一個波長的深度，并沿著界面方向傳播波長量級長度后重新返回介質I中，在介質I中光波方向與反射光相同，在介質2中傳播的光波被稱為倏逝波，倏逝波在介質2中的振幅隨著傳播長度z的增加而迅速下降，通常定義倏逝波振幅減到兩介質界面(z = 0)位置處1/e的深度為穿透深度。介質I與介質3為同種介質，其折射率H1大于介質2折射率n2，兩介質之間為空氣。當兩介質距離d在波長量級時，倏逝波能夠進入介質3中以￠2角繼續(xù)傳播，通過控制兩種介質的距離d可以控制進入介質3的能量比例，這種現(xiàn)象被稱為受抑全內反射效應(Frustrated total internal ref lection,簡稱FTIR)。受抑全內反射效應可用在光學耦合上，通過改變距離的大小來控制透過率的改變。準分子激光目前仍然是大規(guī)模半導體集成電路光刻設備的主要光源。雙腔結構被引入以解決單腔結構在窄線 寬和大功率不能兼顧的矛盾，具體做法是通過主振蕩腔產生窄線寬低能量的種子光，種子光注入放大腔進行放大，從而產生窄線寬、大能量的光源。準激光器放電腔增益區(qū)橫截面積小，增益持續(xù)時間短，需要放大腔內光路盡量的短。對于另外一種四鏡環(huán)形腔(如圖3所示)，種子光在環(huán)形腔中傳播一周只能得到單次放大，提取效率不高。另外由于在環(huán)形腔中對耦合鏡要求嚴格，存在一個最佳耦合率，實驗中需要不斷更換耦合鏡來獲得最優(yōu)參數，操作復雜。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種準分子激光功率振蕩器諧振腔，該諧振腔結構控制耦合率的變化不需要更換耦合鏡，腔長短，能夠有效提取放大器能量。本發(fā)明提供的一種準分子激光功率振蕩器諧振腔，其特征在于，它包括等腰梯形棱鏡、第一等腰直角棱鏡、壓電陶瓷、放大腔和第二等腰直角棱鏡；第一等腰直角棱鏡、第二等腰直角棱鏡斜面朝向放大腔，等腰梯形棱鏡底邊與第一等腰直角棱鏡直角邊平行放置壓電陶瓷安裝在等腰梯形棱鏡的頂邊上；在壓電陶瓷的作用下，等腰梯形棱鏡底邊與第一等腰直角棱鏡直角邊之間的距離即空氣厚度d可調。本發(fā)明提供的一種準分子激光功率振蕩器諧振腔包括45°底角的等腰梯形棱鏡、壓電陶瓷、第一等腰直角棱鏡、第二等腰直角棱鏡和放大腔，壓電陶瓷的位移量由精密位移控制器的輸出電壓控制，可以實現(xiàn)納米級的調節(jié)。在壓電陶瓷的作用下等腰梯形棱鏡底邊與第一等腰直角棱鏡直角邊之間的空氣厚度d可調，空氣厚度d決定了入射光與出射光的耦合率。該諧振腔結構耦合率的變化不需要更換耦合鏡，腔長短，能夠有效提取放大器能量。


圖1是受抑全反射原理圖。圖2為現(xiàn)有的四鏡環(huán)形腔結構示意圖。圖3為是個本發(fā)明實例提供的基于受抑全反射原理的棱鏡環(huán)形腔結構示意圖。圖4是介質材料為CaF2時透過率隨歸一化間隔d/ A的變化圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步說明。在此需要說明的是，對于這些實施方式的說明用于幫助理解本發(fā)明，但并不構成對本發(fā)明的限定。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。如圖4所示，本發(fā)明提供的準分子激光功率振蕩器諧振腔包括45°底角的等腰梯形棱鏡5、第一等腰直角棱鏡6、壓電陶瓷7、放大腔8和第二等腰直角棱鏡9。第一等腰直角棱鏡6、第二等腰直角棱鏡9斜面朝向放大腔8，等腰梯形棱鏡5底邊與第一等腰直角棱鏡6直角邊平行放置，兩者之間的距離等于d，壓電陶瓷7安裝在等腰梯形棱鏡5的頂邊上，壓電陶瓷7的位移量由可以采用精密位移控制器的輸出電壓控制，在壓電陶瓷7的作用下等腰梯形棱鏡5底邊與第一等腰直角棱鏡6直角邊之間的空氣厚度d可調，空氣厚度d決定了入射光與出射光的耦合率。在再生放大(或稱之為注入鎖定放大)過程中，種子光由主振蕩器4產生，種子光垂直入射等腰梯形棱鏡5直角邊后耦合進第一等腰直角棱鏡6中，在第一等腰直角棱鏡6中經過一次全反射后進入放大腔8中放大，垂直入射第二等腰直角棱鏡9，在第二等腰直角棱鏡9中經過兩次全反射后垂直出射，再次經過放大腔8，垂直入射第一等腰直角棱鏡6，此時一部分耦合進等腰梯形棱鏡5輸出，一部分反射，繼續(xù)上述過程，反復在放大器中振蕩。當種子光的入射角叭=n/4，上層介質I為CaF2，下層介質2為空氣，得到耦合率隨歸一化間隔d/X的變化如圖4所示，X表示種子光的波長，空氣厚度d與出射光的耦合率成反t匕，因此可以直接通過精密位移控制器的輸出電壓控制壓電陶瓷的納米級位移，從而獲得最佳的耦合率。所述的等腰梯形棱鏡底角優(yōu)選為45°，頂角優(yōu)選為135°，材料優(yōu)選為氟化鈣或熔融石英。第一等腰直角棱鏡6、第二等腰直角棱鏡9的材料優(yōu)選為氟化鈣或熔融石英。所述的空氣厚度d取值范圍優(yōu)選為0.2入 0.6入。以上所述為本發(fā)明的較佳實施例而已，但本發(fā)明不應該局限于該實施例和附圖所公開的內容。所以凡是不脫離本發(fā)明所公開的精神下完成的等效或修改，都落入本發(fā)明保護的范圍。
權利要求
1.一種準分子激光功率振蕩器諧振腔，其特征在于，它包括等腰梯形棱鏡(5)、第一等腰直角棱鏡￠)、壓電陶瓷(7)、放大腔(8)和第二等腰直角棱鏡(9);第一等腰直角棱鏡(6)、第二等腰直角棱鏡(9)斜面朝向放大腔(8)，等腰梯形棱鏡(5)底邊與第一等腰直角棱鏡(6)直角邊平行放置壓電陶瓷(7)安裝在等腰梯形棱鏡(5)的頂邊上； 在壓電陶瓷(7)的作用下，等腰梯形棱鏡(5)底邊與第一等腰直角棱鏡(6)直角邊之間的距離即空氣厚度d可調。
2.根據權利要求1所述的準分子激光功率振蕩器諧振腔，其特征在于，所述的等腰梯形棱鏡(5)底角為45°，頂角為135°。
3.根據權利要求1所述的準分子激光功率振蕩器諧振腔，其特征在于，所述的等腰梯形棱鏡(5)的材料為氟化鈣或熔融石英。
4.根據權利要求1至3中任一所述的準分子激光功率振蕩器諧振腔，其特征在于，第一等腰直角棱鏡出)的材料為氟化鈣或熔融石英。
5.根據權利要求4所述的準分子 激光功率振蕩器諧振腔，其特征在于，第二等腰直角棱鏡(9)的材料為氟化鈣或熔融石英。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種準分子激光功率振蕩器諧振腔，包括45°底角的等腰梯形棱鏡、壓電陶瓷、第一等腰直角棱鏡、第二等腰直角棱鏡、放大腔，第一、第二等腰直角棱鏡斜面朝向放大腔，等腰梯形棱鏡底邊與第一等腰直角棱鏡直角邊平行緊靠放置，壓電陶瓷的位移量由精密位移控制器的輸出電壓控制，可以實現(xiàn)納米級的調節(jié)。在壓電陶瓷的作用下等腰梯形棱鏡底邊與第一等腰直角棱鏡直角邊之間的空氣厚度d可調，空氣d決定了入射光與出射光的耦合率。該諧振腔結構耦合率的變化不需要更換耦合鏡，腔長短，能夠有效提取放大器能量。
文檔編號H01S3/08GK103094823SQ20131003436
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月29日 優(yōu)先權日2013年1月29日
發(fā)明者胡守巖, 徐勇躍, 左都羅, 王新兵, 陸培祥 申請人:華中科技大學