[發(fā)明專(zhuān)利]一種可調(diào)諧激光頻率擴(kuò)展的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810008905.1
• 申請(qǐng)日: 2018-01-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108281883B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董志偉;譚深;周志剛;樊榮偉;陳德應(yīng);李旭東
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01S3/109
• 分類(lèi)號(hào): H01S3/109
• 代理公司: 北京科家知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11427
• 代理人: 陳娟

1.一種可調(diào)諧激光頻率擴(kuò)展的方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟101：產(chǎn)生某一波長(zhǎng)λ的基頻光，并將所述基頻光以一角度θ₁入射至倍頻晶體進(jìn)行倍頻，滿(mǎn)足如下相位匹配條件：

其中，表示基頻光對(duì)o光折射率，表示倍頻光沿θ₁方向?qū)光折射率；

并滿(mǎn)足Sellmeier方程：

以及波法線方程：

其中，表示e光折射率的平方,表示e光沿θ₁方向的折射率的平方；

通過(guò)式子(1)，(2)，(3)和(4)可以得到不同波長(zhǎng)下倍頻效率最高時(shí)的相位匹配角θ₁為：

其中，n_e(θ₁)表示e光沿θ₁方向的折射率，n_o表示o光折射率，ω表示入射基頻光頻率，λ表示入射基頻光波長(zhǎng)，θ₁表示基頻光入射角，n_o(λ/2)表示λ/2波長(zhǎng)o光折射率，n_e(λ/2)表示λ/2波長(zhǎng)e光折射率；

步驟102：從所述倍頻晶體出射的基頻光和倍頻光以一角度入射至佩林布洛卡棱鏡長(zhǎng)直角邊，所述基頻光和倍頻光在所述佩林布洛卡棱鏡內(nèi)發(fā)生折射，滿(mǎn)足式(6)，所述基頻光和倍頻光分別沿不同方向從所述佩林布洛卡棱鏡射出，所述倍頻光從所述佩林布洛卡棱鏡射出后與原入射方向夾角滿(mǎn)足式(7)：

其中，為入射光在佩林布洛卡棱鏡的入射角，θ為入射光在佩林布洛卡棱鏡的折射角，φ表示從所述佩林布洛卡棱鏡出射倍頻光與入射倍頻光夾角，為佩林布洛卡棱鏡底角，n(λ)表示波長(zhǎng)為λ的光波在佩林布洛卡棱鏡中傳播的折射率；

步驟103：使所述佩林布洛卡棱鏡出射倍頻光與入射倍頻光夾角φ等于90°，即可得出不同波長(zhǎng)下入射角的值；

步驟104：所述倍頻光從所述佩林布洛卡棱鏡射出后入射至一45°全反射鏡，所述全反射鏡使所述倍頻光沿原基頻光方向輸出。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟103中，使所述佩林布洛卡棱鏡出射倍頻光與入射倍頻光夾角φ等于90°具體包括：

通過(guò)菲涅爾公式我們可以得到輸出光的S分量和P分量的透過(guò)率分別滿(mǎn)足：

S光透過(guò)率：

P光透過(guò)率：

其中，P¹_s代表S光透過(guò)率，P_s表示S光的透過(guò)率歸一化因子，P¹_p代表P光透過(guò)率，P_p表示P光的透過(guò)率歸一化因子；

對(duì)上述S光透過(guò)率、P光透過(guò)率求最大值，可以獲得φ等于90°。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述步驟101中，所述倍頻晶體安裝于第一電機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制所述第一電機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)所述倍頻晶體，使其滿(mǎn)足最佳相位匹配角θ₁入射角度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述步驟102中，所述佩林布洛卡棱鏡安裝于第二電機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制所述第二電機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)旋轉(zhuǎn)所述佩林布洛卡棱鏡，使其滿(mǎn)足入射角度。

5.一種可調(diào)諧激光頻率擴(kuò)展的方法，其特征在于包括如下步驟：

Step1：將BBO倍頻晶體固定到第一電機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)上；

Step2：通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)所述第一電機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)，使基頻光沿著所述BBO倍頻晶體相位匹配角入射，此時(shí)倍頻效率達(dá)到最大，記錄不同波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的第一電機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角度θ₁；

Step3：將佩林布洛卡棱鏡固定到第二電機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)上，并使倍頻光從所述佩林布洛卡棱鏡長(zhǎng)直角邊入射；

Step4:通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)所述第二電機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)，使倍頻光經(jīng)過(guò)所述佩林布洛卡棱鏡后出射光與入射光成90°的夾角，記錄對(duì)于不同波長(zhǎng)基頻光對(duì)應(yīng)的第二電機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角度

Step5：放入45°全反鏡，調(diào)整所述全反鏡角度，使其只對(duì)所述倍頻光有反射作用，并使所述倍頻光經(jīng)過(guò)反射后能沿初始基頻光的方向傳播；

Step6：將上面得到的不同波長(zhǎng)基頻光對(duì)應(yīng)的第一電機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角度θ₁與第二電機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角度制成二維表格；

Step7：確定基頻光波長(zhǎng)，計(jì)算機(jī)基于該二維表格自動(dòng)設(shè)置好對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的第一電機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)和第二電機(jī)轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)角，自動(dòng)獲得輸出預(yù)期波長(zhǎng)。