[實(shí)用新型]基于光伏光折變擴(kuò)散管理孿晶的二次諧波產(chǎn)生裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721849407.7
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN208283697U
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林廣;李潔鵬;崔虎;羅愛平;徐文成
• 申請（專利權(quán)）人: 華南師范大學(xué)
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35;G02F1/355
• 代理公司: 廣州容大專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44326
• 代理人: 劉新年

1.一種基于光伏光折變擴(kuò)散管理孿晶的二次諧波產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述光伏光折變擴(kuò)散管理孿晶由兩塊相同材料的光伏光折變晶體沿一個公共晶面鏡面對稱耦合而成，所述裝置用于利用亮光伏光折變空間孤子在孿晶內(nèi)的孿晶面處誘導(dǎo)出以孿晶面為中軸面的晶內(nèi)條形柔性光波導(dǎo)，以使通過調(diào)節(jié)基頻光和二次諧波在所述波導(dǎo)中的傳播常數(shù)來實(shí)現(xiàn)相位匹配，從而實(shí)現(xiàn)二次諧波的高效產(chǎn)生；

所述二次諧波產(chǎn)生裝置包括基頻光輸入光學(xué)器件組、二次諧波輸出光學(xué)器件組以及背景光雙向照明光學(xué)器件組，其中：

所述基頻光輸入光學(xué)器件組包括基頻光源、第一準(zhǔn)直凸透鏡、第一起偏器和聚焦凸透鏡；

所述二次諧波輸出光學(xué)器件組包括第二準(zhǔn)直凸透鏡和分光鏡；

所述背景光雙向照明光學(xué)器件組包括背景光源、第三準(zhǔn)直凸透鏡、第二起偏器、半透半反鏡、前向照明反射鏡、全反鏡和背向照明反射鏡。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次諧波產(chǎn)生裝置，其特征在于：

當(dāng)所述兩塊相同材料的光伏光折變晶體的有效載流子均為電子時，所述兩塊相同材料的光伏光折變晶體的負(fù)c面經(jīng)光學(xué)拋光后緊密粘接在一起從而形成電子型的光伏光折變擴(kuò)散管理孿晶；

當(dāng)所述兩塊相同材料的光伏光折變晶體的有效載流子均為空穴時，所述兩塊相同材料的光伏光折變晶體的正c面經(jīng)光學(xué)拋光后緊密粘接在一起從而形成空穴型的光伏光折變擴(kuò)散管理孿晶。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的二次諧波產(chǎn)生裝置，其特征在于：

所述電子型的光伏光折變擴(kuò)散管理孿晶在孿晶面的兩邊具有相反的載流子擴(kuò)散效應(yīng)；

所述空穴型的光伏光折變擴(kuò)散管理孿晶在孿晶面的兩邊具有相反的載流子擴(kuò)散效應(yīng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的二次諧波產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述二次諧波產(chǎn)生裝置還包括精密升降臺，所述精密升降臺用于放置所述光伏光折變擴(kuò)散管理孿晶，并使所述光伏光折變擴(kuò)散管理孿晶的孿晶面平行于水平面，以及用于調(diào)節(jié)所述光伏光折變擴(kuò)散管理孿晶的垂直高度。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二次諧波產(chǎn)生裝置，其特征在于，

所述背景光源，用于提供非相干的背景光；

所述第三準(zhǔn)直凸透鏡，用于將發(fā)散的背景光準(zhǔn)直為平行光；

所述第二起偏器，用于將準(zhǔn)直后的背景光變?yōu)槠穹较蚱叫杏谒龉夥庹圩償U(kuò)散管理孿晶的孿晶面的線偏振光；

所述半透半反鏡，用于將起偏后的背景光平均分成強(qiáng)度相等的前向照明光和背向照明光；

所述前向照明反射鏡，用于將所述前向照明光反射到所述光伏光折變擴(kuò)散管理孿晶的前端面；

所述全反鏡，用于改變所述背向照明光的方向；

所述背向照明反射鏡，用于將變向后的背向照明光反射到所述光伏光折變擴(kuò)散管理孿晶的后端面，以使強(qiáng)度相等的前向照明光和背向照明光在所述光伏光折變擴(kuò)散管理孿晶內(nèi)相互平行且對向傳輸，使得疊加在一起的前向照明光和背向照明光對所述光伏光折變擴(kuò)散管理孿晶進(jìn)行雙向均勻照射；

所述基頻光源，用于提供相干的基頻光；

所述第一準(zhǔn)直凸透鏡，用于將發(fā)散的基頻光準(zhǔn)直為平行光束；

所述第一起偏器，用于將準(zhǔn)直后的基頻光變?yōu)槠穹较虼怪庇谒龉夥庹圩償U(kuò)散管理孿晶的孿晶面的線偏振光；

所述聚焦凸透鏡，用于將起偏后的基頻光聚焦于所述光伏光折變擴(kuò)散管理孿晶的前端面上并使聚焦光斑對稱分布于孿晶面的兩側(cè)；

其中，當(dāng)背景光源的輸出功率被改變時，所述前向照明光和背向照明光的強(qiáng)度亦被改變，從而調(diào)節(jié)所述光伏光折變擴(kuò)散管理孿晶內(nèi)的光伏光折變效應(yīng)的強(qiáng)度和響應(yīng)時間；

其中，當(dāng)所述基頻光源的輸出功率以及所述聚焦凸透鏡與所述光伏光折變擴(kuò)散管理孿晶之間的距離被改變時，所述基頻光在所述光伏光折變擴(kuò)散管理孿晶的前端面上聚焦光斑的光強(qiáng)和尺寸亦被改變，從而調(diào)節(jié)所述基頻光在所述光伏光折變擴(kuò)散管理孿晶內(nèi)所受到的光伏光折變非線性自聚焦效應(yīng)，直至使基頻光的自聚焦效應(yīng)補(bǔ)償其衍射展寬效應(yīng)，以使基頻光在所述光伏光折變擴(kuò)散管理孿晶內(nèi)實(shí)現(xiàn)無衍射傳輸，即基頻光在所述光伏光折變擴(kuò)散管理孿晶內(nèi)實(shí)現(xiàn)亮光伏光折變空間孤子傳輸，并使基頻光光束中心的傳輸軌跡是一條與所述光伏光折變擴(kuò)散管理孿晶的孿晶面相重合的直線；

其中，通過升降所述精密升降臺使基頻光在所述光伏光折變擴(kuò)散管理孿晶的前端面上的聚焦光斑中心偏離孿晶面，從而使基頻光在方向指向?qū)\晶面的橫向加速度作用下的光束中心傳輸軌跡演變成為一條周期性穿過孿晶面的蛇形曲線；

其中，通過升降所述精密升降臺來改變基頻光在所述光伏光折變擴(kuò)散管理孿晶的前端面上聚焦光斑的中心位置與孿晶面之間的距離，從而調(diào)節(jié)基頻光在光伏光折變擴(kuò)散管理孿晶內(nèi)蛇形傳輸軌跡的彎曲程度，以使基頻光和二次諧波在平行于孿晶面方向上的傳播常數(shù)滿足相位匹配，并達(dá)到在二次諧波輸出光學(xué)器件組的輸出端觀測到二次諧波；其中，在觀測二次諧波時，所述第二準(zhǔn)直凸透鏡，用于將從所述光伏光折變擴(kuò)散管理孿晶出射的發(fā)散的包含基頻光和二次諧波的混合光束準(zhǔn)直為平行的混合光束；所述分光鏡，用于將所述混合光束中的二次諧波進(jìn)行反射，以及將所述混合光束中的基頻光進(jìn)行透射，以達(dá)到單獨(dú)觀測二次諧波的光強(qiáng)變化；

其中，對所述二次諧波產(chǎn)生裝置的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)控和優(yōu)化，以使基頻光和二次諧波相干疊加組成的所述混合光束在所述光伏光折變擴(kuò)散管理孿晶內(nèi)形成穩(wěn)定的雙色亮光伏光折變空間孤子，并使二次諧波產(chǎn)生達(dá)到盡可能大的轉(zhuǎn)換效率。