專利名稱：非臨界相位匹配倍頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及激光領(lǐng)域，尤其涉及倍頻器領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在激光領(lǐng)域，人們常通過非線性晶體獲得短波長激光輸出。對(duì)連續(xù)光多采 用腔內(nèi)倍頻方式，其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，尤其所謂"綠光噪聲"常使激光功率出現(xiàn)較 高噪聲，而且對(duì)高功率連續(xù)光的腔內(nèi)倍頻，易損傷激光腔中的光學(xué)元件。如采 用腔外倍頻方式，則要求對(duì)腔長嚴(yán)格控制，制作十分復(fù)雜，且連續(xù)光單次通過 非線性晶體，光-光轉(zhuǎn)化效率^艮低。在小信號(hào)情況下，倍頻效率與非線性晶體 長度成正比，但非線性晶體通常價(jià)格昂貴，同時(shí)尺寸很難做得很大。
實(shí)用新型內(nèi)容
針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型提出一種體積更小且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的倍頻器來解決。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是
非臨界相位匹配倍頻器是在非臨界相位匹配晶體的入射光路處鍍有基波光 增透膜層，出射光路處鍍有倍頻光或和頻光增透膜層，其兩側(cè)的其他部分設(shè)有用 以將光束"Z"字型來回發(fā)射的基波光及倍頻光或和頻光反射膜層。
進(jìn)一 步的，入射光路處的光進(jìn)入非臨界相位匹配晶體的入射角為該非臨界 相位匹配晶體的非臨界相位匹配角接受范圍之內(nèi)。
進(jìn)一步的，方式一所述的基波光及倍頻光或和頻光反射膜層直接鍍于非 臨界相位匹配晶體上的兩側(cè)。
進(jìn)一步的，方式二所述的基波光及倍頻光或和頻光反射膜層鍍于平片上， 所述的平片再放置于非臨界相位匹配晶體的兩側(cè)。進(jìn)一步的，方式三所述的基波光及倍頻光或和頻光反射膜層鍍于凹面片 上，所述的凹面片再放置于非臨界相位匹配晶體的兩側(cè)。
進(jìn)一步的，方式四所述的基波光及倍頻光或和頻光反射膜層鍍于平片和 凹面片上，所述的平片放置于非臨界相位匹配晶體的一側(cè)，所述的凹面片放置于 一 一臨界相位匹配晶體的另 一側(cè)。
本實(shí)用新型的非臨界相位匹配倍頻器模塊構(gòu)成的光學(xué)結(jié)構(gòu)是將多個(gè)所述的 非臨界相位匹配倍頻器于直線光路上的兩兩之間插入放置透鏡和相位補(bǔ)償器。 或者，將多個(gè)所述的非臨界相位匹配倍頻器于"Z"字型光路上的兩兩之間插入 放置凹面反射鏡和相位補(bǔ)償器。
本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案，具有相對(duì)原有倍頻器更小的體積，且結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單合理的優(yōu)勢(shì)。可以廣泛應(yīng)用于需要激光倍頻的領(lǐng)域。

圖l是本實(shí)用新型的實(shí)施例一的示意圖； 圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例二的示意圖； 圖3 (a)是本實(shí)用新型的實(shí)施例三的示意圖； 圖3 (b)是本實(shí)用新型的實(shí)施例四的示意圖； 圖4 (a)是本實(shí)用新型構(gòu)成的第一種光學(xué)結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖4 (b)是本實(shí)用新型構(gòu)成的第二種光學(xué)結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。 非線性倍頻晶體實(shí)現(xiàn)臨界相位匹配時(shí)接受角通常很大，如LB0在1. 064 (im 實(shí)現(xiàn)非臨界相位匹配時(shí)，其接受角為eQ= 260mrad,即15。。本實(shí)用新型的第一實(shí)施結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中101為非臨界相位匹配晶體， Sl面除A部分，S2面除B部分外其余表面鍍基波光及倍頻光或和頻光反射膜。 A部分，即基波光入射處鍍基波光增透膜S3; B部分，即倍頻光出射處鍍倍頻光 或和頻光增透膜S4。若入射光與反射光夾角為6 ，光束在同一反射面相鄰光斑 中心距離為d，非線性晶體長度為L，則6 d/L。當(dāng)6<<60,由于晶體101光軸 基本與反射面垂直，基波光在晶體101來回反射時(shí)，所產(chǎn)生基波光與倍頻或和 頻光的走離效應(yīng)(work-off)可以忽略，從而可使基波光在非線性晶體101內(nèi)多 次通過，這將大大延長倍頻或和頻晶體的等效長度。
圖2的第二實(shí)施結(jié)構(gòu)原理與圖1的第一實(shí)施例類似，其中101為非臨界相 .位匹配晶體，202、 203均為平面反射鏡，同時(shí)對(duì)基波和高次諧波高反。平面反 射鏡202置于平面反射鏡201左端；平面反射鏡203置于平面反射鏡201右端。 平面反射鏡202、平面反射鏡203留有空間以使基波光入射和倍頻光輸出。由于 空氣折射率約為1,所以可以近似認(rèn)為基波光與倍頻光或和頻光不產(chǎn)生色散。
圖3 (a)所示的第三實(shí)施結(jié)構(gòu)的原理同圖1的第一實(shí)施例或圖2的第二實(shí) 施例。其中，101非臨界相位匹配晶體，3021、 3022、……、302N為凹面反射
鏡。由于凹面反射鏡3021、 3022........ 302N的聚焦功能可使基波光不會(huì)不斷
發(fā)散，采用這種結(jié)構(gòu)可《吏激光束維持在較高功率密度。
圖3 (b)所示的第四實(shí)施結(jié)構(gòu)類似于圖3 (a)所示的第三實(shí)施結(jié)構(gòu)。其是
采用平面反射鏡3031、 3032........ 303N和凹面反射4竟3021、 3022........ 302N
實(shí)現(xiàn)基波光多次通過非臨界相位匹配晶體101，而光束不會(huì)4艮快發(fā)散。
圖4 (a)所示的光學(xué)結(jié)構(gòu)是本實(shí)用新型的應(yīng)用方式，包括倍頻器模塊4011、 4012、 4013及4014，透鏡頓l、 4042、 4043，位相補(bǔ)償片4031、 4032、 4033。 其中倍頻器模塊可為單一倍頻晶體，也可為如圖1、圖2或圖3 (a)、圖3 (b)所示的各種非臨界相位匹配晶體實(shí)施結(jié)構(gòu)。由于各倍頻器間光路較長，空氣色 散不可忽略，為使基波光與倍頻或和頻光進(jìn)入下一級(jí)倍頻器中相位保持一致，
本實(shí)用新型采用光學(xué)楔角片或晶體平片的位相補(bǔ)償片4031、 4032、 4033調(diào)節(jié) 基波光與倍頻光相位差，且各元件排列在同一方向上，這有利于光學(xué)的調(diào)整和 整體結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)潔。
圖4 (b)的第二種光學(xué)結(jié)構(gòu)原理與圖4(a)的第一種光學(xué)結(jié)構(gòu)類似，包 括倍頻器模塊4011、 4012、 4013、 4014及4015,凹面反射鏡4021、 4022、 4023 及4024，位相補(bǔ)償片4031、 4032、 4033及4034。多個(gè)所述的非臨界相位匹配 倍頻器模塊4011、 4012、 4013、 4014及4015于"Z"字型光路上的兩兩之間 插入》文置凹面反射4竟4021、 4022、 4023及4024和相位補(bǔ)償器4031、 4032、 4033 及4034。本實(shí)用新型采用光學(xué)楔角片或晶體平片的位相補(bǔ)償片4031、 4032、 4033及4034調(diào)節(jié)基波光與倍頻光相位差，并采用凹面反射4竟4021、 4022、 4023 及4024使光束直徑維持在所設(shè)計(jì)范圍。
盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本實(shí)用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù) 人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)， 在形式上和細(xì)節(jié)上可以對(duì)本實(shí)用新型做出各種變化，均為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.非臨界相位匹配倍頻器，其特征在于非臨界相位匹配晶體(101)的入射光路處(A區(qū))鍍有基波光增透膜層(S3)，出射光路處(B區(qū))鍍有倍頻光或和頻光增透膜層(S4)，其兩側(cè)的其他部分設(shè)有用以將光束“Z”字型來回發(fā)射的基波光及倍頻光或和頻光反射膜層(S1和S2)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非臨界相位匹配倍頻器，其特征在于入射光路處(A 區(qū))的光進(jìn)入非臨界相位匹配晶體(101)的入射角為該非臨界相位匹配晶體(101)的非臨界相位匹配角接受范圍之內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非臨界相位匹配倍頻器，其特征在于所述的基波光及 倍頻光或和頻光反射膜層(Sl和S2 )直接鍍于非臨界相位匹配晶體(101) 上的兩側(cè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非臨界相位匹配倍頻器，其特征在于所述的基波光及 倍頻光或和頻光反射膜層(S1和S2)鍍于平片上，所述的平片再放置于非臨 界相位匹配晶體(101)的兩側(cè)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非臨界相位匹配倍頻器，其特征在于所述的基波光及 倍頻光或和頻光反射膜層(S1和S2)鍍于凹面片上，所述的凹面片再放置于 非臨界相位匹配晶體(101)的兩側(cè)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的非臨界相位匹配倍頻器，其特征在于所述的基波光及 .倍頻光或和頻光反射膜層(S1和S2)鍍于平片和凹面片上，所述的平片放置于非臨界相位匹配晶體(101)的一側(cè)，所述的凹面片放置于非臨界相位匹配 晶體(101)的另一側(cè)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的非臨界相位匹配倍頻器，其特征在于多個(gè)所述 的非臨界相位匹配倍頻器于直線光路上的兩兩之間插入放置透鏡和相位補(bǔ)償哭如o
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的非臨界相位匹配倍頻器，其特征在于多個(gè)所述 的非臨界相位匹配倍頻器于"Z"字型光路上的兩兩之間插入放置凹面反射鏡 和相位補(bǔ)償器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及激光領(lǐng)域，尤其涉及倍頻器領(lǐng)域。非臨界相位匹配倍頻器是在非臨界相位匹配晶體的入射光路處鍍有基波光增透膜層，出射光路處鍍有倍頻光或和頻光增透膜層，其兩側(cè)的其他部分設(shè)有用以將光束“Z”字型來回發(fā)射的基波光及倍頻光或和頻光反射膜層。入射光路處的光進(jìn)入非臨界相位匹配晶體的入射角為該非臨界相位匹配晶體的非臨界相位匹配角接受范圍之內(nèi)。本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案，具有相對(duì)原有倍頻器更小的體積，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理的優(yōu)勢(shì)?？梢詮V泛應(yīng)用于需要激光倍頻的領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G02F1/37GK201397438SQ20092013834
公開日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2009年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月15日
發(fā)明者凌吉武, 盧秀愛, 礪 吳, 陳燕平 申請(qǐng)人:福州高意通訊有限公司