[實用新型]一種改善非線性晶體頻率轉換激光光斑質量的裝置

有效

• 申請號: 201721304528.3
• 申請日: 2017-10-11
• 公開（公告）號: CN207216230U
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 校金濤;陳基平
• 申請（專利權）人: 福建科彤光電技術有限公司
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35
• 代理公司: 福州盈創知識產權代理事務所(普通合伙)35226
• 代理人: 李明通

技術領域

本實用新型屬于晶體激光領域技術領域，具體涉及一種改善非線性晶體頻率轉換激光光斑質量的裝置。

背景技術

?在激光器發展歷史中，激光頻率變換技術是一種拓展激光光譜范圍的重要技術手段，通過頻率變換我們得以實現將激光波長延伸至除可見光外的UV波段甚至更短。而在通過激光頻率變換獲得短波長激光輸出過程中，非線性晶體的使用扮演著無可替代的角色。非線性晶體的發明豐富了激光光譜，擴寬了波長范圍，尤其是在短波長范圍，更是出現了像LBO（三硼酸鋰晶體）、BBO（β-硼酸鋇）、CLBO（硼酸銫鋰晶體）、KBBF（氟代硼鈹酸鉀晶體）等明星晶體。

但是，使用非線性晶體進行激光頻率轉換的過程中，由于雙折射效應帶來的無法避免的walk-off走離效應，使得在一定的有效非線性作用長度內所產生的轉換激光被逐漸拉長，偏離了基頻光路，這樣往往使得輸出的激光光斑質量變差。一般情況下，輸出激光光斑會變成橢圓狀，嚴重情況下會變成長橢圓甚至變成慧尾狀光斑，尤其是對走離效應比較大的非線性晶體，如BBO、LBO晶體等，在獲取UV波長激光過程中，更是如此。

發明內容

（1）技術方案

為了獲得較高質量的圓形光斑，同時又不會影響可用激光功率，本實用新型提供一種改善非線性晶體頻率轉換激光光斑質量的裝置，所述裝置包括非線性晶體單元和走離補償晶體單元（walk-off補償晶體單元）；所述非線性晶體單元包括非線性晶體，所述非線性晶體由β-硼酸鋇晶體或β-硼酸鋇晶體或硼酸銫鋰晶體構成，所述走離補償晶體單元（walk-off補償晶體單元）包括單軸晶體，所述單軸晶體由釩酸釔晶體或α-硼酸鋇晶體構成，所述非線性晶體單元與所述走離補償晶體單元（walk-off補償晶體單元）為分離式結構或者通過光學膠合粘結成為一個整體結構。

進一步地，所述走離補償晶體的厚度l₂由轉換激光的走離角θ₁和有效非線性作用距離l₁及走離補償晶體的走離角θ₂決定，并且滿足關系式l₂=（l₁tanθ₁）/tanθ₂。

進一步地，所述走離補償晶體單元（walk-off補償晶體單元）中的走離補償晶體的光軸切割角度為40°~50°，優選的，所述走離補償晶體單元（walk-off補償晶體單元）中的走離補償晶體的光軸切割角度為45°。

進一步地，所述走離補償晶體單元（walk-off補償晶體單元）還包括非線性晶體中相同的負單軸或負雙軸晶體。

（2）有益效果

本實用新型的有益效果：相比于現有技術，本實用新型采用走離補償晶體對經過非線性晶體頻率轉換后的激光光斑進行補償整形處理，使得在不損耗轉換激光的光功率的前提下得到圓形激光光斑，提高了光斑質量，并且操作簡單，效果明顯，成本低，解決了由于雙折射效應帶來的走離效應，在一定的有效非線性作用長度內所產生的轉換激光被逐漸拉長，偏離了基頻光路，導致輸出的激光光斑質量變差的技術問題。

附圖說明

圖1是改善非線性晶體頻率轉換激光光斑質量的結構示意圖；

圖2是采用負單軸或是負雙軸晶體改善非線性晶體頻率轉換激光光斑質量的的結構示意圖；

圖3是通過光學膠合或鍵合的方式改善非線性晶體頻率轉換激光光斑質量的裝置的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本實用新型作進一步的說明。

實施例一

本實施案例提供一種改善非線性晶體頻率轉換激光光斑質量的裝置，所述裝置包括非線性晶體單元1和走離補償晶體單元（walk-off補償晶體單元）2；所述非線性晶體單元1包括非線性晶體，所述非線性晶體由β-硼酸鋇晶體或β-硼酸鋇晶體或硼酸銫鋰晶體構成，所述走離補償晶體單元（walk-off補償晶體單元）2包括單軸晶體，所述單軸晶體由釩酸釔晶體或α-硼酸鋇晶體構成，所述非線性晶體單元1與所述走離補償晶體單元（walk-off補償晶體單元）2為分離式結構或者通過光學膠合粘結成為一個整體結構。