CN102043248B - 一种光学结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及普通光学和激光领域，尤其涉及晶体光学结构器件。本发明的光学结构是：在晶体两端的通光面分别设置窗口片，且在晶体的通光面与窗口片的内表面之间的周边插入一特定厚度的隔离层进行隔离，从而形成一空气隙标准具。本发明的光学结构的光学原理是在晶体与窗口片之间插入隔离层而的形成的空气隙标准具进行输入和输出光束的耦合，而整个光学结构中无需镀膜，或仅在与晶体胶合的窗口片外表面上镀膜，因而可大大提高晶体器件的激光损伤阈值，且通过空气隙标准具进行输入和输出光束的耦合可以具有通光增透的效果。

Description

一种光学结构

技术领域

本发明涉及普通光学和激光领域，尤其涉及晶体光学结构器件。

背景技术

在晶体器件中，尤其是非线晶体器件中，例如LBO晶体、BBO晶体等，这些晶体易微潮解。因此，通常必须在这类晶体器件的晶体表面镀保护膜或增透膜。然而晶体表面的膜层也有可能发生损伤，尤其是像LBO晶体光学表面两个方向热膨胀系数通常为一正一负，特别易使膜层损伤，严重降低非线性晶体损伤阈值。因此，如何提高光学晶体的损伤阈值，尤其是这类易潮解的非线性晶体的损伤阈值一直是有待解决的技术难题。已有的一种改进的晶体器件的技术方案提出在晶体表面加保护的窗口片，且在窗口片表面上镀膜来解决。然而窗口片的存在会影响到晶体的通光效果。

发明内容

因此，本发明针对上述的问题，提出一种具有保护晶体而防止膜层损伤，且不会影响到光学晶体的通光效果的光学结构。

本发明采用如下技术方案：

一种光学结构是：在晶体两端的通光面分别设置窗口片，且在晶体的通光面与窗口片的内表面之间的周边插入一特定厚度的隔离层进行隔离，从而形成一空气隙标准具。

进一步的，所述的晶体的非通光面还设置有防护片，通过防护片将窗口片、隔离层、晶体密封粘结起来。

更进一步的，所述的防护片是位于晶体两边分立的个体结构。

进一步的，所述的晶体的通光面处的粘点位置设有密封胶，通过密封胶将窗口片、隔离层、晶体密封粘结起来。

进一步的，所述的隔离层是一特定厚度的隔离片，所述的窗口片、隔离片和晶体通过胶合、光胶或者深化光胶粘接在一起。

或者，所述的隔离层是一特定厚度的光胶膜，所述的窗口片与晶体通过该光胶膜粘接在一起。

进一步的，所述的窗口片是光学平片。

或者，所述的窗口片是直角棱镜。

进一步的，所述的窗口片的外表面镀有介质增透膜。而晶体的通光面与窗口片的内表面则不需要镀膜。

进一步的，所述的晶体和窗口片均为布鲁斯特角结构。则布鲁斯特角的窗口片的外表面可以不需要镀有介质增透膜。

进一步的，所述的晶体是I类相位匹配晶体、II类相位匹配晶体或和频晶体。

本发明在晶体与窗口片之间插入隔离层而的形成的空气隙标准具进行输入和输出光束的耦合，而整个光学结构中无需镀膜，或仅在与晶体胶合的窗口片外表面上镀膜。因而，本发明不仅可以避免晶体的膜层损失和防止晶体的潮解，大大提高晶体器件的激光损伤阈值，而且通过空气隙标准具进行输入和输出光束的耦合可以具有通光增透的效果，从而克服了加了窗口片后的光学晶体的通光效果降低的缺陷。

附图说明

图1a是本发明的实施例1的结构示意图；

图1b是本发明的实施例1的侧面示意图；

图2是本发明的实施例2的结构示意图；

图3a是本发明的实施例3的结构示意图；

图3b是本发明的实施例3的侧面示意图；

图4是本发明的实施例4的结构示意图；

图5是本发明的实施例5的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

本发明的光学结构的光学原理是在晶体与窗口片之间插入隔离层而的形成的空气隙标准具进行输入和输出光束的耦合，而整个光学结构中无需镀膜，或仅在与晶体胶合的窗口片外表面上镀膜，因而可大大提高晶体器件的激光损伤阈值，且通过空气隙标准具进行输入和输出光束的耦合可以具有通光增透的效果。

为了尽可能地结合具体实施例结构对本发明的光学结构的光学原理进行详细说明，本发明还提出以下几种具体的实施例结构。

实施例1：

参阅图1a和图1b所示，本实施例中包含二片窗口片101，一个晶体104，可以为线性晶体、非线性晶体、易潮解的晶体或者其他任意的光学晶体，晶体104与两端的窗口片101分别插入一片隔离片102作为隔离层材料，晶体104周围的非通光面还设置有防护片103，用于防止空气、水气或灰尘进入晶体104与窗口片101的空气隙105。则窗口片101与非线性的晶体104之间通过隔离片102和防护片103连接在一起形成的空气隙105相当于一个空气隙标准具，通过控制隔离片102的厚度来控制空气隙105的厚度，进而使这个空气隙标准具对基频光和倍频光都有增透的效果。窗口片101外表面S3可以镀基频光和倍频光的增透膜以利增透，而其内表面S1和晶体104的两个通光表面S2均不用镀膜。图1a、图1b所示的实施例结构中，各光学元件通过胶合、光胶或者深化光胶粘接在一起，形成一体的光学结构。参阅图1b所示，是本实施例的通光面方向示意图(采用长方体的晶体结构)，可以看出隔离片102正好位于晶体104的四周向外，而晶体104的通光横截面面积则恰好等于空气隙105的横截面面积，因而整个晶体104的横截面均可以通光使用。

为了便于精确控制上述空气隙标准具的厚度，可以在窗口片101和防护片103上镀具有特定厚度的光胶膜而使窗口片101与非线性的晶体104之间通过光胶膜和防护片103连接在一起形成的空气隙标准具，利用此光胶膜来取代隔离片102。

优选的，晶体104可以是一倍频晶体。

利用上述结构，晶体104被窗口片101、隔离片102、防护片103密封，延长了晶体的使用寿命，且晶体通光面不需要镀膜，大大提高了该非线性晶体表面抗损伤阈值。

图1所示的实施例结构特别适合于防护片103与非线性晶体104热膨胀系数相近的情况，如防护片103为α-BBO，非线性晶体104为β-BBO。这样在温度变化时，本实施例结构中的空气隙标准具的厚度就不大会发生变化。

但是，如果防护片103与晶体104热膨胀系数差异较大，则在温度变化时，上述实施例1中的空气隙标准具的厚度会随之发生变化，从而影响基频光和倍频光的透过率。针对这种情况，我们提出以下两种实施例结构，如图2、3所示。

实施例2：

参阅图2所示，本实施例结构和实施例1的结构类似，不同的是：防护片103不再采用一个整体长条板结构，而是采用两边分立的个体结构。这样就可以减小了热膨胀系数差异的影响，而导致空气隙标准具的厚度发生变化。

实施例3：

参阅图3a、图3b所示，本实施例结构与上述两个实施例结构不一致的是：不再利用窗口片101与非线性的晶体104之间通过隔离片102和防护片103连接在一起形成的一个空气隙标准具，而是采用直接隔离片302与晶体303直接相连而形成一个空气隙105。本实施例结构也降低了实施例1中因防护片103与晶体104的热膨胀系数差异的影响。本实施例结构中还使用了密封胶106进行密封而取代了上述的防护片103的密封防护作用，非线性的晶体104的抛光的通光面被窗口片101，隔离片102和密封胶106密封保护起来，延长了器件整体的使用寿命。

参阅图3b所示，是本实施例的通光面方向示意图(采用长方体的晶体结构)，可以看出隔离片102是位于晶体104的四周向内，空气隙105的横截面面积是小于晶体104的横截面的，因而晶体104的横截面只有空气隙105部分可以通光使用。

以上3种实施例结构中，晶体104的通光表面S2虽皆未镀膜，只在窗口片的外表面S3上镀了增透膜，从而提高了晶体器件的激光损伤阈值。这3种实施例结构的激光损伤阈值虽然有所提高，但仍然受窗口片101上所镀增透膜的限制。为此，我们进一步提出利用布鲁斯特角的特性取代增透膜的功能的实施例结构。

实施例4：

参阅图4所示。窗口片101是一布鲁斯特角窗口片，晶体104的通光面也加工成一布鲁斯特角结构，布鲁斯特角的窗口片101和晶体104通过隔离片102隔离和连接，其空气隙105形成空气隙标准具。而窗口片101的外表面S3无需镀增透膜。因此，该此种实施例结构中不含任何介质膜，器件的损伤阈等于材料未镀膜表面的损伤阈值，比上述的3种实施例有了进一步的提高。

实施例5：

参阅图5所示，其为本发明的另一种实施例结构。与上述实施例相同的，102为隔离片，104为晶体，不同的窗口片101是直角棱镜的窗口片。直角棱镜的窗口片101的一个直角边的面S4为入射面，其上镀基频光和倍频光的增透膜，其斜边的面S1与非线性的晶体104通过隔离片102隔离和连接，其空气隙105形成空气隙标准具。所述斜边的面S1与晶体104的通光表面S2皆不镀膜。图5所示的实施例结构可以使光束正入射和出射，方便器件的调节。

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 (11)

1.一种光学结构，其特征在于：在晶体两端的通光面分别设置窗口片，且在晶体两端的通光面与窗口片的内表面之间的周边分别插入一特定厚度的隔离层进行隔离，从而晶体两端分别形成一空气隙标准具。

2.根据权利要求1所述的光学结构，其特征在于：所述的晶体的非通光面还设置有防护片，由晶体中间向晶体两端的方向上依次设置防护片、隔离层、窗口片，从而通过防护片将窗口片、隔离层、晶体密封粘结起来。

3.根据权利要求2所述的光学结构，其特征在于：所述的防护片是位于晶体两边分立的个体结构。

4.根据权利要求1所述的光学结构，其特征在于：所述的晶体的通光面处的粘点位置设有密封胶，通过密封胶将窗口片、隔离层、晶体密封粘结起来。

5.根据权利要求1或4所述的光学结构，其特征在于：所述的隔离层是一特定厚度的隔离片，所述的窗口片、隔离片和晶体通过胶合、光胶或者深化光胶粘接在一起。

6.根据权利要求1或4所述的光学结构，其特征在于：所述的隔离层是一特定厚度的光胶膜，所述的窗口片与晶体通过该光胶膜粘接在一起。

7.根据权利要求1所述的光学结构，其特征在于：所述的窗口片是光学平片。

8.根据权利要求1所述的光学结构，其特征在于：所述的窗口片是直角棱镜。

9.根据权利要求1所述的光学结构，其特征在于：所述的窗口片的外表面镀有介质增透膜。

10.根据权利要求1所述的光学结构，其特征在于：所述的晶体和窗口片均为布鲁斯特角结构。

11.根据权利要求1所述的光学结构，其特征在于：所述的晶体是I类相位匹配晶体、II类相位匹配晶体或和频晶体。