[發(fā)明專利]一種兼具非臨界相位匹配倍頻、三倍頻性能的紫外激光變頻器及其工作方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201610144858.4 | 申請(qǐng)日： | 2016-03-14 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN105549295B | 公開（公告）日： | 2019-01-04 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 王正平;亓宏偉;于法鵬;劉彥慶;張少軍;趙顯;許心光 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 山東大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | G02F1/37 | 分類號(hào)： | G02F1/37;G02F1/355 |
| 代理公司： | 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219 | 代理人： | 楊樹云 |
| 地址： | 250199 山*** | 國省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 兼具 臨界 相位 匹配 倍頻 性能 紫外 激光 變頻器 及其 工作 方法 | ||
1.一種兼具非臨界相位匹配倍頻、三倍頻性能紫外激光變頻器，其特征在于，包括基頻光源、縮束系統(tǒng)、第一反射鏡、非線性光學(xué)晶體、四分之一波片、第二反射鏡及濾波片，所述縮束系統(tǒng)、第一反射鏡、非線性光學(xué)晶體、四分之一波片、第二反射鏡從左到右依次沿光路安放，所述濾波片設(shè)置在所述第一反射鏡的正下方；所述非線性光學(xué)晶體X軸和Z軸的角平分線，與基頻光源產(chǎn)生的基頻光的偏振方向的夾角為0-5°，所述四分之一波片的光軸方向與基頻光源產(chǎn)生的基頻光的偏振方向的夾角為0-5°；所述第一反射鏡與光路的中心軸的夾角為35-55°；
所述縮束系統(tǒng)包括焦距不同的第一平凸透鏡及第二平凸透鏡；
所述基頻光源為Nd:YAG鎖模激光器；
所述第一反射鏡鍍有對(duì)1064nm和532nm激光高透、對(duì)355nm紫外光高反的介質(zhì)膜；
所述第二反射鏡鍍有對(duì)1064nm和532nm激光全反的介質(zhì)膜；
所述非線性光學(xué)晶體為Y切Gd0.2Y0.8COB，所述非線性光學(xué)晶體按照折射率主軸X、Y、Z軸定向，尺寸為10mm×10mm×5mm，兩個(gè)Y向通光面拋光并鍍有1064nm、532nm、355nm三倍頻增透膜；
所述四分之一波片為532nm云母四分之一波片；
所述濾波片由石英制成，鍍有對(duì)1064nm和532nm激光高反、對(duì)355nm激光高透的介質(zhì)膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兼具非臨界相位匹配倍頻、三倍頻性能的紫外激光變頻器，其特征在于，所述非線性光學(xué)晶體X軸和Z軸的角平分線平行于基頻光源產(chǎn)生的基頻光的偏振方向，所述四分之一波片的光軸方向平行于基頻光源產(chǎn)生的基頻光的偏振方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兼具非臨界相位匹配倍頻、三倍頻性能的紫外激光變頻器，其特征在于，所述第一反射鏡與光路的中心軸的夾角為45°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兼具非臨界相位匹配倍頻、三倍頻性能的紫外激光變頻器，其特征在于，所述紫外激光變頻器還包括控溫系統(tǒng)和電動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，所述控溫系統(tǒng)包括控溫盒，所述非線性光學(xué)晶體設(shè)置在所述控溫盒內(nèi)，所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)設(shè)置在所述控溫盒下方。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種兼具非臨界相位匹配倍頻、三倍頻性能的紫外激光變頻器，其特征在于，所述控溫系統(tǒng)的控溫精度為±0.1℃，所述控溫盒兩通光端面設(shè)置有對(duì)紫外-紅外寬光譜高透的石英玻璃；所述電動(dòng)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)精度為0.00125°。
6.一種兼具非臨界相位匹配倍頻、三倍頻性能的紫外激光變頻器，其特征在于，包括基頻光源、縮束系統(tǒng)、第一反射鏡、非線性光學(xué)晶體、四分之一波片、第二反射鏡及濾波片，所述縮束系統(tǒng)、第一反射鏡、非線性光學(xué)晶體、四分之一波片、第二反射鏡從左到右依次沿光路安放，所述濾波片設(shè)置在所述第一反射鏡的正下方；所述非線性光學(xué)晶體X軸和Z軸的角平分線，與基頻光源產(chǎn)生的基頻光的偏振方向的夾角為0-5°，所述四分之一波片的光軸方向與基頻光源產(chǎn)生的基頻光的偏振方向的夾角為0-5°；所述第一反射鏡與光路的中心軸的夾角為35-55°；
所述基頻光源與所述縮束系統(tǒng)之間設(shè)置有法拉第旋光器；
所述縮束系統(tǒng)包括焦距不同的第一平凸透鏡及第二平凸透鏡；
所述基頻光源為釹玻璃鎖模激光器；
所述第一反射鏡鍍有對(duì)1053nm和526nm激光高透、對(duì)351nm紫外光高反的介質(zhì)膜；
所述第二反射鏡鍍有對(duì)1053nm和526nm激光全反的介質(zhì)膜；
所述非線性光學(xué)晶體為Y切Gd0.13Y0.87COB，所述非線性光學(xué)晶體按照折射率主軸X、Y、Z軸定向，尺寸為12nm×16mm×29mm，兩個(gè)Y向通光面拋光并鍍有1053nm基頻、526nm倍頻、351nm三倍頻增透膜；
所述四分之一波片為526nm云母四分之一波片；
所述濾波片由石英制成，鍍有對(duì)1053nm和526nm激光高反、對(duì)351nm激光高透的介質(zhì)膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的一種兼具非臨界相位匹配倍頻、三倍頻性能的紫外激光變頻器的工作方法，其特征在于具體步驟包括：
(1)所述基頻光源產(chǎn)生基頻光；
(2)基頻光通過所述縮束系統(tǒng)，透過所述第一反射鏡，進(jìn)入所述非線性光學(xué)晶體，在所述非線性光學(xué)晶體中發(fā)生II類倍頻作用，產(chǎn)生偏振方向位于X軸的倍頻光和剩余基頻光經(jīng)過所述四分之一波片，由線偏振光變?yōu)閳A偏振光，入射到第二反射鏡，發(fā)生全反射后按原光路返回；
(3)第二次經(jīng)過四分之一波片，基頻光偏振方向仍然不變，倍頻光偏振方向旋轉(zhuǎn)90°于晶體Z軸，倍頻光與基頻光再次進(jìn)入非線性晶體，通過四分之一波片的偏振旋轉(zhuǎn)作用，倍頻光與剩余基頻光的Z軸分量相互作用，發(fā)生I類三倍頻，產(chǎn)生的三倍頻紫外光被第一反射鏡反射，再經(jīng)濾波片濾掉剩余基頻光和倍頻光，輸出純凈的紫外激光。
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G02F 用于控制光的強(qiáng)度、顏色、相位、偏振或方向的器件或裝置，例如轉(zhuǎn)換、選通、調(diào)制或解調(diào)，上述器件或裝置的光學(xué)操作是通過改變器件或裝置的介質(zhì)的光學(xué)性質(zhì)來修改的；用于上述操作的技術(shù)或工藝；變頻；非線性光學(xué)；光學(xué)
G02F1-00 控制來自獨(dú)立光源的光的強(qiáng)度、顏色、相位、偏振或方向的器件或裝置，例如，轉(zhuǎn)換、選通或調(diào)制；非線性光學(xué)
G02F1-01 .對(duì)強(qiáng)度、相位、偏振或顏色的控制
G02F1-29 .用于光束的位置或方向的控制，即偏轉(zhuǎn)
G02F1-35 .非線性光學(xué)
G02F1-355 ..以所用材料為特征的
G02F1-365 ..在光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中的
