[發(fā)明專利]非傍軸自加速倍頻光束調(diào)控裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811277694.8
• 申請(qǐng)日: 2018-10-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109239948A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭國(guó)梁;徐世祥;吳慶陽(yáng);蔡懿;曹建民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號(hào): G02F1/03
• 分類號(hào): G02F1/03;G02F1/01
• 代理公司: 深圳市恒申知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44312
• 代理人: 袁文英

1.一種非傍軸自加速倍頻光束調(diào)控裝置，其特征在于，所述裝置包括：電場(chǎng)單元、準(zhǔn)相位匹配單元和濾波單元；

所述電場(chǎng)單元，與所述準(zhǔn)相位匹配單元電性相連，用于加載電場(chǎng)給所述準(zhǔn)相位匹配單元，以使所述準(zhǔn)相位匹配單元內(nèi)部產(chǎn)生線性電光效應(yīng)；

所述準(zhǔn)相位匹配單元，還設(shè)置在所述濾波單元的前端，用于根據(jù)準(zhǔn)相位匹配條件將來(lái)自光源的基頻光束轉(zhuǎn)換為非傍軸自加速倍頻光束，并利用所述線性電光效應(yīng)調(diào)整所述準(zhǔn)相位匹配條件，以調(diào)控所述非傍軸自加速倍頻光束的偏振狀態(tài)和強(qiáng)度，并將調(diào)控后的非傍軸自加速倍頻光束發(fā)射給所述濾波單元；

所述濾波單元，用于從接收的光束中，濾除穿過(guò)所述準(zhǔn)相位匹配單元的基頻光束，得到所述調(diào)控后的非傍軸自加速倍頻光束。

2.如權(quán)利要求1所述非傍軸自加速倍頻光束調(diào)控裝置，其特征在于，所述濾波單元出射的調(diào)控后的非傍軸自加速倍頻光束為頻域中的非傍軸自加速倍頻光束，則所述裝置還包括傅立葉變換單元；

所述傅立葉變換單元，設(shè)置在所述濾波單元的后端，用于接收從所述濾波單元出射的頻域中的非傍軸自加速倍頻光束，并將所述頻域中的非傍軸自加速倍頻光束進(jìn)行傅立葉變換，得到空間域中的非傍軸自加速倍頻光束。

3.如權(quán)利要求1所述的非傍軸自加速倍頻光束調(diào)控裝置，其特征在于，所述電場(chǎng)單元的電場(chǎng)方向與所述基頻光束的入射方向垂直。

4.如權(quán)利要求1所述的非傍軸自加速倍頻光束調(diào)控裝置，其特征在于，所述準(zhǔn)相位匹配單元為光學(xué)超晶格，則所述光學(xué)超晶格的極化公式包括：

χ⁽²⁾(x,y)＝d_ijsquare(T,D)；

式中，d_ij表示所述準(zhǔn)相位匹配單元的非線性光學(xué)系數(shù)，square(T,D)表示周期T為2π、范圍為[-1,1]且占空比為D％的方波函數(shù)，f_x表示x方向的倒格矢，x方向表示所述基頻光束的傳播方向，f_c表示橫向調(diào)制頻率，表示所述基頻光束的傅立葉譜的相位，Λ表示傳播方向上的極化周期長(zhǎng)度。

5.如權(quán)利要求1所述的非傍軸自加速倍頻光束調(diào)控裝置，其特征在于，所述準(zhǔn)相位匹配單元為周期極化后的鉭酸鋰晶體。

6.一種非傍軸自加速倍頻光束調(diào)控方法，其特征在于，應(yīng)用于如權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的非傍軸自加速倍頻光束調(diào)控裝置，所述方法包括：

控制所述準(zhǔn)相位匹配單元根據(jù)準(zhǔn)相位匹配條件將來(lái)自光源的基頻光束轉(zhuǎn)換為非傍軸自加速倍頻光束；

控制所述電場(chǎng)單元加載電場(chǎng)給所述準(zhǔn)相位匹配單元，以使所述準(zhǔn)相位匹配單元內(nèi)部產(chǎn)生線性電光效應(yīng)；

控制所述準(zhǔn)相位匹配單元利用所述線性電光效應(yīng)調(diào)整所述準(zhǔn)相位匹配條件，以調(diào)控所述非傍軸自加速倍頻光束的偏振狀態(tài)和強(qiáng)度，并將調(diào)控后的非傍軸自加速倍頻光束發(fā)射給所述濾波單元；

控制所述濾波單元從接收的光束中，濾除穿過(guò)所述準(zhǔn)相位匹配單元的基頻光束，得到所述調(diào)控后的非傍軸自加速倍頻光束。

7.如權(quán)利要求6所述非傍軸自加速倍頻光束調(diào)控方法，其特征在于，所述濾波單元出射的調(diào)控后的非傍軸自加速倍頻光束為頻域中的非傍軸自加速倍頻光束，則所述方法還包括：

控制所述傅立葉變換單元接收從所述濾波單元出射的頻域中的非傍軸自加速倍頻光束，并將所述頻域中的非傍軸自加速倍頻光束進(jìn)行傅立葉變換，得到空間域中的非傍軸自加速倍頻光束。

8.如權(quán)利要求6所述的非傍軸自加速倍頻光束調(diào)控方法，其特征在于，所述控制所述準(zhǔn)相位匹配單元根據(jù)準(zhǔn)相位匹配條件將來(lái)自光源的基頻光束轉(zhuǎn)換為非傍軸自加速倍頻光束之前，包括：

將來(lái)自光源的基頻光束從垂直于所述電場(chǎng)單元的電場(chǎng)方向的方向入射所述準(zhǔn)相位匹配單元。

9.如權(quán)利要求8所述的非傍軸自加速倍頻光束調(diào)控方法，其特征在于，所述將所述基頻光束從垂直于所述電場(chǎng)單元的電場(chǎng)方向的方向入射所述準(zhǔn)相位匹配單元之前，包括：

將待極化晶體極化，得到所述準(zhǔn)相位匹配單元。

10.如權(quán)利要求9所述的非傍軸自加速倍頻光束調(diào)控方法，其特征在于，通過(guò)以下公式，將待極化晶體極化，得到所述準(zhǔn)相位匹配單元：

χ⁽²⁾(x,y)＝d_ijsquare(T,D)；

式中，d_ij表示所述準(zhǔn)相位匹配單元的非線性光學(xué)系數(shù)，square(T,D)表示周期T為2π、范圍為[-1,1]且占空比為D％的方波函數(shù)，f_x表示x方向的倒格矢，x方向表示所述基頻光束的傳播方向，f_c表示橫向調(diào)制頻率，表示所述基頻光束的傅立葉譜的相位，Λ表示傳播方向上的極化周期長(zhǎng)度。