[發(fā)明專利]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（公告）號(hào): CN108281883B
• 公開（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)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H01S3/109
• 分類號(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

本發(fā)明實(shí)施例涉及一種可調(diào)諧激光頻率擴(kuò)展的方法，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，所述倍頻為I類相位匹配，其相位匹配條件。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。步驟103：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，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沿與原入射方向垂直的方向射出。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。通過采用佩林布洛卡棱鏡可有效的對(duì)倍頻光與基頻光進(jìn)行分離。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光倍頻領(lǐng)域，具體涉及一種可調(diào)諧激光頻率擴(kuò)展的方法。

背景技術(shù)

可調(diào)諧激光是指激光的輸出頻率在一定的范圍內(nèi)連續(xù)可變，廣泛用于信息處理、光譜學(xué)及光譜診斷等領(lǐng)域。對(duì)于液體染料激光器，波長(zhǎng)輸出一般在550nm-700nm之間，可調(diào)諧波長(zhǎng)范圍不是很理想，在應(yīng)用的過程中會(huì)受到一定的限制，因此，要對(duì)激光輸出波長(zhǎng)進(jìn)行擴(kuò)展，增加激光器波長(zhǎng)的調(diào)諧范圍。

為了擴(kuò)展可調(diào)諧激光器的波長(zhǎng)輸出范圍，我們采用倍頻晶體對(duì)基頻光倍頻的方法。常見的倍頻晶體有LBO,ADP等。當(dāng)激光在通過倍頻晶體時(shí)，晶體內(nèi)部發(fā)生極化，極化的電偶極子產(chǎn)生受迫振動(dòng)，會(huì)向外輻射光場(chǎng)，即倍頻光。由于基頻光不能完全實(shí)現(xiàn)倍頻，在通過倍頻晶體后會(huì)出現(xiàn)基頻光與倍頻光的混合光，為了得到倍頻光，就要把基頻光與倍頻光分離。

雖然使用傳統(tǒng)的三棱鏡可以把不同波長(zhǎng)的光波分離，但損耗較大。采用佩林布洛卡棱鏡雖然在滿足入射光與出射光夾角90°時(shí)，單次損耗較小，但為了保持出射光線傳播方向不變，通常需要4塊佩林布洛卡棱鏡。因此光線要經(jīng)過八次反射。即使每次反射損耗很小，經(jīng)過八次反射后損耗將變得很大，會(huì)嚴(yán)重影響輸出光強(qiáng)，不能獲得理想的高效率的倍頻光的分離。因此，開發(fā)一種能夠有效分離倍頻光與基頻光的方法就變得十分緊迫。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明專例提供了一種可調(diào)諧激光頻率擴(kuò)展的方法，以解決現(xiàn)有倍頻光與基頻光不能高效分離的技術(shù)問題。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種可調(diào)諧激光頻率擴(kuò)展的方法，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，滿足如下相位匹配條件：

并滿足Sellmeier方程：

以及波法線方程：

通過式子(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足式(7)：