[發明專利]激光器的倍頻裝置

在審

• 申請號: 201710735742.2
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN107394575A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 吳佳濱;周軍;于廣禮;任樹青;李彬彬
• 申請（專利權）人: 南京先進激光技術研究院
• 主分類號: H01S3/109
• 分類號: H01S3/109;G02B27/10;G02B27/28
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司11429
• 代理人: 陸薇薇

技術領域

本發明涉及光學技術領域，特別是涉及一種激光器的倍頻裝置。

背景技術

頻率轉換是一種擴大高功率激光器的應用范圍的有效技術，它利用光學介質在強輻射場下的非線性光學效應產生新的頻率。倍頻是非線性光學中應用最廣泛的技術，一般來說我們希望獲得更高的從基頻光到倍頻光的轉化效率。

通常提高倍頻過程的轉化效率主要有兩種途徑：（1）增加基頻光的峰值功率密度。在給定激光脈沖能量和脈沖寬度的情況下，提高峰值功率密度的方法為縮小光斑的尺寸，這種方法的缺點是當光斑縮小到一定程度時激光的峰值功率密度超過了激光晶體端面鍍膜的損傷閾值，導致器件損壞；（2）增加倍頻晶體長度。隨著基頻光在倍頻晶體內的轉化基頻光的峰值功率密度逐漸降低，轉化效率下降。所以當倍頻晶體長度增加到一定長度時再增加晶體長度倍頻效率不會有顯著提升。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種激光器的倍頻裝置，其能夠提高激光器倍頻過程中的轉化率，從而更加適于實用。

為了達到上述第一個目的，本發明提供的激光器的倍頻裝置的技術方案如下：

本發明提供的激光器的倍頻裝置包括第一倍頻晶體（1）、第一分光鏡（2a）、第二分光鏡（2b）、第三分光鏡（2c）、縮束鏡組（3）、第二倍頻晶體（4）、擴束鏡組（5）、第一半波片（6a）、第二半波片（6b）和偏振分光棱鏡（7），

入射光（X1）經過所述第一倍頻晶體（1）入射至所述第一分光鏡（2a），被所述第一分光鏡（2a）分束為第一透射光（X2）和第一反射光（X3），

所述第一透射光（X2）依次經過所述縮束鏡組（3）、第二倍頻晶體（4）、擴束鏡組（5）和第一半波片（6a）后入射至所述第三分光鏡（2c），被所述第三分光鏡（2c）分束為第二透射光（X6）和第二反射光（X4），所述第二反射光（X4）入射至所述偏振光分光棱鏡（7）并被所述偏振光分光棱鏡（7）反射形成第三反射光；

所述第一反射光（X3）入射至所述第二分光鏡（2b），被所述第二分光鏡（2b）反射后得到第四反射光（X5），所述第四反射光（X5）經過所述第二半波片（6b）后入射至所述偏振光分光棱鏡（7）并被所述偏振光分光棱鏡（7）透射形成第三透射光；

所述第三反射光與所述第三透射光共同形成光束（X7）。

本發明提供的激光器的倍頻裝置還可采用以下技術措施進一步實現。

作為優選，所述縮束鏡組（3）包括第一凸透鏡（3a）和第一凹透鏡（3b），

所述第一透射光（X2）先經過所述第一凸透鏡（2a）后再經過所述第一凹透鏡（3b）；

所述第一凸透鏡（3a）的主光軸、所述第一凹透鏡（3b）的主光軸分別處于所述第一透射光（X2）的光心延長線上。

作為優選，所述擴束鏡組（5）包括第二凹透鏡（5a）和第二凸透鏡（5b），

所述第一透射光（X2）先經過所述第二凹透鏡（5a）后再經過所述第二凸透鏡（5b）；

所述第二凹透鏡（5a）的主光軸、所述第二凸透鏡（5b）的主光軸分別處于所述第一透射光（X2）的光心延長線上。

作為優選，所述第一倍頻晶體（1）和/或所述第二倍頻晶體（4）上由磷酸鈦氧鉀或者三硼酸鋰中的一種物質構成的晶體或者兩種物質構成的混合物的晶體制成。

作為優選，所述第一倍頻晶體（1）和所述第二倍頻晶體（4）均鍍有基頻光和倍頻光的增投膜。

作為優選，所述第一倍頻晶體（1）和所述第二倍頻晶體（4）的材質相同。

作為優選，所述第二倍頻晶體（4）的截面積大于或者等于所述第一倍頻晶體（1）的截面積的一半。

作為優選，設所述縮束鏡組（3）的縮小倍數為m，所述擴束鏡組（5）的擴大倍數為n，則m=n。

作為優選，構成所述縮束鏡組（3）的光學元件、構成所述擴束鏡組（5）的光學元件上均鍍有基頻光和倍頻光的增透膜。

作為優選，所述第一半波片（6a）、第二半波片（6b）的波長為倍頻光波長。

作為優選，所述第一半波片（6a）、第二半波片（6b）上均鍍有基頻光和倍頻光的增透膜。

作為優選，所述偏振分光棱鏡上鍍有倍頻光增透膜。

作為優選，所述第一分光鏡（2a）、第二分光鏡（2b）、第三分光鏡（2c）的反射面均鍍有反射率>99.5%的倍頻光高反膜，所述第一分光鏡（2a）、第二分光鏡（2b）、第三分光鏡（2c）的兩面均鍍有透過率>99.5%基頻光增透膜。