CN101539703A - 一种倍频器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光学与激光领域，尤其涉及倍频器领域。本发明的倍频器包括光学窗口片、双折射晶体及倍频晶体组成；所述各光学元件表面无镀各种介质膜，各光学元件之间直接相互光胶结合；激光以布儒斯特角入射到所述的光学窗口片(102A)，并被所述的倍频晶体(104)倍频，所述的双折射晶体(105)利用o光和e光折射率不同使倍频光(1/2λ)全透射倍频输出，基波光(λ)全内反射基频输出。本发明所有光学元件均不需镀膜，可避免膜层损伤对激光器性能的影响，尤其是对于一些不易镀膜或所镀膜层易受损伤的晶体，因而可大大提高激光器的损伤阈值及使用寿命。

Description

一种倍频器
技术领域
本发明涉及光学与激光领域，尤其涉及倍频器领域。
背景技术
一般来说，激光器的损伤阈值取决于各光学元件表面的光洁度和光学膜层，而不是体材料。光学元件表面的刮痕、瑕疵、不完善等缺陷降低了光学元件表面的损伤阈值，而光学膜层是所有激光系统中最脆弱的元件，膜层制作及激光器使用过程中的一些缺陷及变化都可能引起膜层损伤，从而降低激光器的损伤阈值。在固体激光系统所用的全部光学元件和材料中，损伤阈值变化最大的是非线性晶体，表1示出了几种常见非线性晶体的典型损伤阈值。可见激光系统中由于光学膜层的存在大大降低了激光器的损伤阈值。
表1：
  非线性晶体   KTP   LBO   BBO
  未镀膜表面损伤阈值(GW/cm2) 15 6 15
  镀介质膜表面损伤阈值(GW/cm2) 1 1.7 7
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种新的倍频器结构来实现倍频光输出，尤其是深紫外倍频光的输出。本发明中各光学器件表面均不需镀膜，因而可以消除膜层问题对激光器性能的影响。
本发明是通过以下方案实现：
本发明的倍频器，包括光学窗口片、双折射晶体及倍频晶体组成；所述各光学元件表面无镀各种介质膜，各光学元件之间直接相互光胶结合；激光以布儒斯特角入射到所述的光学窗口片(102A)，并被所述的倍频晶体(104)倍频，所述的双折射晶体(105)利用o光和e光折射率不同使倍频光(λ/2)全透射倍频输出，基波光(λ)全内反射基频输出。
进一步的，所述的基频输出还通过一光学窗口片(102B)后输出；所述的倍频输出还通过一光学晶体(106)再通过一光学窗口片(103)后输出。
更进一步的，所述的光学晶体(106)可以是普通光学材料晶体或者是与所述的双折射晶体(105)相同基质但不同晶体结构的晶体；所述的光学晶体(106)折射率与倍频晶体(104)接近。
进一步的，所述的光学窗口片(102A、102B、103)为普通窗口片，也可为布儒斯特片，或布儒斯特波片，或普通光学波片。
所述的倍频晶体(104)为I类相位匹配晶体。
所述的双折射晶体(105)可为光学玻璃。
进一步的，所述的双折射晶体(105)与倍频晶体(104)与光学晶体(106)可为同种物质，也可为相同基质不同晶体结构的材料，或折射率接近的不同物质；各晶体折射率接近。例如，所述的倍频晶体(104)为β-BBO晶体，光学晶体(106)为α-BBO晶体。
本发明采用如上技术方案，其优点是：这种装置中所有光学元件表面均不需镀膜，可避免膜层损伤对激光器性能的影响，尤其是对于一些不易镀膜或所镀膜层易受损伤的晶体，因而可大大提高激光器的损伤阈值及使用寿命。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
现结合附图说明和具体实施方式对本发明进一步说明。
本发明的主要原理是：将两边相互平行的光学窗口片，两边相互平行的双折射晶体及梯形的倍频晶体等光学元件直接相互光胶。光以布儒斯特角入射到窗口片，按照I类相位匹配方式实现倍频，并利用双折射晶体对o光和e光的不同折射率使基波光和倍频光自动分开。
参阅图1所示的实施例，其中101为入射基波光λ，102A、102B为光学窗口片，其折射率为n1，103为普通窗口片或波片，104为倍频晶体，其采用I类相位匹配角切割，光轴垂直于纸面，其折射率为n2，105为双折射晶体，其o光和e光折射率不同，且no＞ne，材料可与倍频晶体104相同也可不同，其光轴平行于光学表面，且no≈n1≈n2；光学晶体106亦为双折射晶体，材料可与倍频晶体104相同也可以不同，当与倍频晶体104为同种材料时，晶体加工方向相对入射光处于相位失配状态，不产生倍频光，θ为布儒斯特角。光学窗口片102A、102B，普通窗口片或波片103，倍频晶体104，双折射晶体105及光学晶体106之间相互直接光胶成一体。
由于光学窗口片102A、102B与倍频晶体104折射率相差较小，P分量激光以布儒斯特角入射光学窗口片102A时，可获得高透射率。入射光在倍频晶体104发生I类倍频效应，倍频光的偏振方向相对基波光的偏振方向旋转90°变成S偏振。由于相同介质对波长短的光波折射率大，因而双折射晶体105对基波光λ和倍频光λ/2的折射率不同，即n1/2λ＞nλ，因no＞ne，相对双折射晶体为e光的分量即基波光λ将在面S1上全反射，反射光经光学窗口片102B出射；相对双折射晶体为o光的分量即倍频光λ/2将穿过双折射晶体105而透射，由于光学晶体106的折射率与双折射晶体105相近，倍频光进入光学晶体106，而不易在面S2上发生全内反射，可更好地将基波光λ与倍频光λ/2分开。倍频光λ/2经光学窗口片103出射时，如光学窗口片103为普通窗口片，则倍频光λ/2会因界面反射损失一部分能量；如光学窗口片103为波片，则可将倍频光λ/2的偏振方向旋转，调整为P分量，以布儒斯特角透射，由于晶体与波片光胶，且折射率相近，光胶面上折射很少，倍频光λ/2的损失很小。选择合适的窗口片、双折射晶体及倍频晶体，如LBO、BBO等，采用本发明结构就可获得深紫外的倍频激光输出。
本发明结构中，倍频晶体104的光轴亦可平行于自身的光学表面，此时双折射晶体105反射倍频光，透射基波光。双折射晶体105可以是折射率n与倍频晶体104的折射率接近的光学玻璃，直接利用n＞nλ使基波光全反射，n＜nλ/2使倍频光透射。
光学晶体106亦可为普通光学材料，其折射率与倍频晶体104的折射率接近；104与106亦可以是基质相同但晶体结构不同的材料，如倍频晶体104为β-BBO晶体，而106为α-BBO晶体。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种倍频器，其特征在于：包括光学窗口片、双折射晶体及倍频晶体组成；所述各光学元件表面无镀各种介质膜，各光学元件之间直接相互光胶结合；激光以布儒斯特角入射到所述的光学窗口片(102A)，并被所述的倍频晶体(104)倍频，所述的双折射晶体(105)利用o光和e光折射率不同使倍频光(λ/2)全透射倍频输出，基波光(λ)全内反射基频输出。
2.如权利要求1所述的倍频器，其特征在于：所述的基频输出还通过一光学窗口片(102B)后输出；所述的倍频输出还通过一光学晶体(106)再通过一光学窗口片(103)后输出。
3.如权利要求2所述的倍频器，其特征在于：所述的光学晶体(106)可以是普通光学晶体材料或者是与所述的双折射晶体(104)相同基质但不同晶体结构的晶体；所述的光学晶体(106)折射率与倍频晶体(104)接近。
4.如权利要求1或2所述的倍频器，其特征在于：所述的光学窗口片(102A、102B、103)为普通窗口片，也可为布儒斯特片，或布儒斯特波片，或普通光学波片。
5.如权利要求1或2所述的倍频器，其特征在于：所述的倍频晶体(104)为I类相位匹配晶体。
6.如权利要求1或2或3所述的倍频器，其特征在于：所述的双折射晶体(105)可以为光学玻璃。
7.如权利要求1或2或3所述的倍频器，其特征在于：所述的双折射晶体(105)与倍频晶体(104)与光学晶体(106)可为同种物质，也可为相同基质不同晶体结构的材料，或折射率接近的不同物质；各晶体折射率接近。
8.如权利要求5所述的倍频器，其特征在于：所述的双折射晶体(105)与倍频晶体(104)与光学晶体(106)可为同种物质，也可为相同基质不同晶体结构的材料，或折射率接近的不同物质；各晶体折射率接近。
9.如权利要求7所述的倍频器，其特征在于：所述的倍频晶体(104)为β-BBO晶体，光学晶体(106)为α-BBO晶体。
10.如权利要求8所述的倍频器，其特征在于：所述的倍频晶体(104)为β-BBO晶体，光学晶体(106)为α-BBO晶体。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102073187A (zh) * 2010-12-10 2011-05-25 福州高意光学有限公司 一种晶体倍频器
CN102522680A (zh) * 2011-12-23 2012-06-27 中国科学院光电研究院 一种布儒斯特窗片的设计方法
CN110061413A (zh) * 2019-05-27 2019-07-26 青岛镭视光电科技有限公司 带有折叠腔的自倍频晶体、激光发生装置及激光器
CN111048970A (zh) * 2019-11-20 2020-04-21 南京航空航天大学 一种基于双布儒斯特片的起偏器件以及装调方法
CN111262126A (zh) * 2020-01-21 2020-06-09 中国科学院理化技术研究所 一种基于免镀膜的芯片的半导体激光器

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2583844Y (zh) * 2002-12-06 2003-10-29 上海冠威光电有限公司 一种激光二极管泵浦的腔内倍频微片激光器
CN101247018B (zh) * 2008-01-31 2011-03-30 福建华科光电有限公司 一种腔内倍频微片激光器

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102073187A (zh) * 2010-12-10 2011-05-25 福州高意光学有限公司 一种晶体倍频器
CN102073187B (zh) * 2010-12-10 2012-10-31 福州高意光学有限公司 一种晶体倍频器
CN102522680A (zh) * 2011-12-23 2012-06-27 中国科学院光电研究院 一种布儒斯特窗片的设计方法
CN110061413A (zh) * 2019-05-27 2019-07-26 青岛镭视光电科技有限公司 带有折叠腔的自倍频晶体、激光发生装置及激光器
CN111048970A (zh) * 2019-11-20 2020-04-21 南京航空航天大学 一种基于双布儒斯特片的起偏器件以及装调方法
CN111048970B (zh) * 2019-11-20 2020-10-27 南京航空航天大学 一种基于双布儒斯特片的起偏器件以及装调方法
CN111262126A (zh) * 2020-01-21 2020-06-09 中国科学院理化技术研究所 一种基于免镀膜的芯片的半导体激光器

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