[發明專利]用4H碳化硅晶體制造的非線性光學器件

有效

• 申請號: 201210004093.6
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號: CN103197484A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 陳小龍;王順沖;彭同華;王剛;劉春俊;王文軍;金士鋒
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: G02F1/355
• 分類號: G02F1/355;G02F1/39;C30B29/36;H01S3/16
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種非線性光學器件，包括至少一個非線性光學晶體，該非線性光學晶體用于改變具有特定頻率的至少一束激光(12)，產生至少一束不同于所述頻率的另一特定頻率的激光(16)，其特征在于：

所述非線性光學晶體為4H碳化硅晶體(13)。

2.如權利要求1所述的非線性光學器件，其特征在于，所述4H碳化硅晶體(13)的空間群為P6₃mc，其中每個晶胞內含有四層碳硅原子層，按ABCB方式排列而成。

3.如權利要求1所述的非線性光學器件，其特征在于，所述4H碳化硅晶體(13)在0.38-5.5μm及6.7-6.9μm波長范圍內的透過率大于10％。

4.如權利要求1所述的非線性光學器件，其特征在于，所述4H碳化硅晶體(13)實現非線性光學頻率變換的相位匹配方式為第II類相位匹配。

5.如權利要求1所述的非線性光學器件，其特征在于，所述4H碳化硅晶體(13)實現非線性光學頻率變換的相位匹配的方式可以是通過調節晶體溫度實現臨界相位匹配。

6.如權利要求1所述的非線性光學器件，其特征在于，所述4H碳化硅晶體(13)至少有一面為光學拋光。

7.如權利要求1所述的非線性光學器件，其特征在于，所述4H碳化硅晶體(13)表面鍍有增透膜、高反膜和/或半透膜。

8.如權利要求1所述的非線性光學器件，其特征在于，還包括至少一激光器(11)，用于產生所述具有特定頻率的激光(12)使之入射到所述4H碳化硅晶體(13)上。

9.如權利要求8所述的非線性光學器件，其特征在于，所述入射的激光的波長范圍為0.38-5.5μm。

10.如權利要求9所述的非線性光學器件，其特征在于，所述入射的激光的波長范圍為0.5-2μm。

11.一種可調諧中紅外激光器，包括第一泵浦光源(21)、第二泵浦光源(22)，該第一泵浦光源(21)與該第二泵浦光源(22)發射的激光頻率不同，其特征在于：

還包括一個4H碳化硅晶體(211)，其中

第一泵浦光源(21)和第二泵浦光源(22)發射的激光共線入射到該4H碳化硅晶體上進行差頻，以出射一中紅外激光。

12.如權利要求11所述的可調諧中紅外激光器，其特征在于，出射的激光的波長為3.5-7.08μm。

13.如權利要求11所述的可調諧中紅外激光器，其特征在于，其中4H碳化硅晶體(211)的切割角為θ，θ為相位匹配角度，并滿足50°＜θ＜90°。

14.一種光參量放大裝置，包括第三泵浦光源(41)、寬帶信號光激光器(42)，其特征在于：

還包括4H碳化硅晶體(45)，并且

第三泵浦光源(41)發射的激光和寬帶信號光激光器(42)產生的信號光入射到4H碳化硅晶體(45)上，經過光參量放大后，出射一中紅外激光。

15.如權利要求14所述的光參量放大裝置，其特征在于：

第三泵浦光源(41)為532nm激光器。

16.如權利要求14所述的光參量放大裝置，其特征在于，其中4H碳化硅晶體(45)的晶體切割角為θ，且滿足68°＜θ＜88°。

17.如權利要求14所述的光參量放大裝置，其特征在于，出射的激光的波長為4.3-7μm。

18.一種寬帶可調諧中紅外激光器，包括第四泵浦光源(51)，該泵浦光源為寬帶脈沖激光器，其特征在于還包括一個4H碳化硅晶體(55)，并且

利用第四泵浦光源(51)輸出的泵浦光(52)中的高頻成分和低頻成分在4H碳化硅晶體(55)中差頻，再經過濾光片(56)后出射寬帶中紅外激光。

19.如權利要求18所述的寬帶可調諧中紅外激光器，其特征在于，第四泵浦光源(51)為超連續寬譜脈沖鈦寶石激光器。

20.如權利要求18所述的寬帶可調諧中紅外激光器，其特征在于，第四泵浦光源的偏振方向(53)與晶體的主截面有一個夾角α，且滿足0＜α＜90°。