一種級(jí)聯(lián)三次諧波的產(chǎn)生裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種級(jí)聯(lián)三次諧波的產(chǎn)生裝置，屬于非線性光學(xué)領(lǐng)域。包括基頻光源系統(tǒng)、控溫爐和一塊多周期級(jí)聯(lián)晶體；所述的基頻光源系統(tǒng)連接半波片、格蘭棱鏡、小孔光闌和第一聚焦透鏡，入射光束經(jīng)多周期級(jí)聯(lián)晶體產(chǎn)生的二次諧波和基波再進(jìn)行和頻作用，產(chǎn)生三次諧波輸出；所輸出光波經(jīng)第二聚焦透鏡、高反鏡、帶通濾光片，再被探測(cè)器接收。本發(fā)明將倍頻與和頻過程集成在一塊多周期級(jí)聯(lián)晶體上，通過改變多周期級(jí)聯(lián)晶體與基波的作用區(qū)域，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)非線性過程的相位匹配，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計(jì)靈活；可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高效的寬帶級(jí)聯(lián)三次諧波輸出。
【專利說明】一種級(jí)聯(lián)三次諧波的產(chǎn)生裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于非線性光學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種利用一塊多周期結(jié)構(gòu)非線性晶體實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)三次諧波產(chǎn)生的裝置。
【背景技術(shù)】[0002]三次諧波廣泛應(yīng)用于非線性光學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域中，例如:三階非線性極化率的測(cè)量、非線性相移的累積研究、多色孤子的傳播等。另外，三次諧波是產(chǎn)生高次諧波的中間手段。例如:三次諧波與基波混頻產(chǎn)生的四次諧波可用于通訊光纖的光柵制造。三次諧波與倍頻光波混頻產(chǎn)生的五次諧波深紫外激光可以用于光阻材料刻蝕等。
[0003]三次諧波激光產(chǎn)生方式可分為兩種，一種是直接利用晶體的三階非線性，直接產(chǎn)生三次諧波。但是由于三階非線性系數(shù)X (3)很小，所以三次諧波產(chǎn)生過程的效率很低。另外一種方法是通過級(jí)聯(lián)來產(chǎn)生三次諧波的方案。級(jí)聯(lián)三次諧波的產(chǎn)生，指的是先通過倍頻(SHG:
【權(quán)利要求】
1.一種級(jí)聯(lián)三次諧波的產(chǎn)生裝置，其特征在于該裝置包括基頻光源系統(tǒng)、控溫爐和一塊多周期級(jí)聯(lián)晶體，所述的多周期級(jí)聯(lián)晶體置于控溫爐中，用于改變?cè)谀骋粯O化周期下倍頻與和頻過程的相位失配量，以實(shí)現(xiàn)高效的寬帶三次諧波轉(zhuǎn)化輸出；所述基頻光源系統(tǒng)到多周期級(jí)聯(lián)晶體的光路上依次設(shè)有半波片、格蘭棱鏡、小孔光闌和第一聚焦透鏡，多周期級(jí)聯(lián)晶體的輸出光路上依次設(shè)有第二聚焦透鏡、高反鏡、帶通濾光片和探測(cè)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的基頻光源系統(tǒng)為光纖激光器或者固體激光器，激光器以脈沖運(yùn)轉(zhuǎn)、準(zhǔn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)或連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)中的任意一種狀態(tài)工作；基頻光源為1550 nm波段的激光器，波長(zhǎng)輸出范圍可調(diào)諧，用以實(shí)現(xiàn)在某一極化周期下倍頻與和頻過程相位失配量的調(diào)節(jié)，以獲得高效率三次諧波輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于所述的多周期級(jí)聯(lián)晶體的疇結(jié)構(gòu)包括均勻周期和非均勻周期，級(jí)聯(lián)晶體的結(jié)構(gòu)包括體結(jié)構(gòu)和波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，級(jí)聯(lián)晶體的基質(zhì)材料包括同成分鈮酸鋰或鉭酸鋰晶體、近化學(xué)計(jì)量比鈮酸鋰晶體或鉭酸鋰晶體、摻鎂鈮酸鋰晶體、摻鎂鉭酸鋰晶體以及磷酸鈦氧鉀晶體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于所述的多周期級(jí)聯(lián)晶體輸入和輸出端面上的介質(zhì)膜根據(jù)三次諧波輸出的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，以提高三次諧波轉(zhuǎn)化效率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于所述的控溫爐的溫度調(diào)節(jié)范圍為25 V~200 °C，溫度調(diào)節(jié)精度為0.1 °C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于通過半波片和格蘭棱鏡控制基頻光的能量和偏振態(tài)，高反鏡用以濾去剩余的基頻光，帶通濾光片用以采集倍頻光或三次諧波，探測(cè)器用以監(jiān)測(cè)三 次諧波的光譜或能量。
【文檔編號(hào)】H01S3/108GK103606813SQ201310653747
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】張雙根, 尤文超 申請(qǐng)人:天津理工大學(xué)