CN109659806B - 一种温度不敏感型倍频晶体器件及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种温度不敏感型倍频晶体器件及其应用，晶体为GdCOB，化学式为GdCa4O(BO3)3，所述晶体的I类相位匹配的切割角为(θ,φ)，θ的取值范围为128°‑160°，φ的取值范围为1°‑48°，与传统倍频晶体器件相比，本发明具有温度带宽大、热稳定性高、转换效率高、易推广、使用简便、整机成本低等优点，可应用于对温度稳定性要求较高的高功率倍频激光系统，或者太空、沙漠、深海、极地、月球等极端温度条件下的倍频激光系统。

Description

一种温度不敏感型倍频晶体器件及其应用
技术领域
本发明涉及一种特殊切角的硼酸钙氧钆(GdCa4O(BO3)3，GdCOB)倍频晶体器件及其应用，该器件的倍频效应具有对温度不敏感的特性，属于激光与非线性光学技术领域。
背景技术
激光倍频是光学频率变换的重要技术。通过倍频获得的可见激光光源在非线性光学、激光显示、显微手术、精密加工方面有许多重要应用。
目前，人们获得绿光相干光源的普遍做法是先使用激光晶体产生近红外固体激光(如1064nm)，再使用非线性晶体对近红外固体激光进行倍频。常用的非线性晶体有LBO、BBO、KTP、KDP等，虽然在室温下它们都能实现高效的倍频转换，但是，温度敏感性普遍较高，在高功率激光工作条件下会因大量余热造成显著的相位失配，从而使倍频效应劣化甚至完全失效。
GdCOB晶体的热光系数较小，改变温度时折射率变化小，能够承受一定的温度变化而保持较高的倍频转换效率，即具有较大的倍频温度带宽。虽然如此，在以往的研究中，人们只研究了GdCOB晶体主平面上倍频相位匹配方向的温度特性，未对主平面之外的相位匹配方向进行考察。
中国专利文献CN105870776A公开了一种用于产生绿光的组合功能晶体，用于绿光激光器，包括激光晶体和非线性晶体，激光晶体和非线性晶体通过紫外胶层固化粘合；激光晶体为Nd:YVO4晶体，非线性晶体为YCOB晶体、GdCOB晶体或GdYCOB晶体；激光晶体的第一端面镀有808nm增透膜、1064nm高反膜，第二端面镀有808nm高反膜，1064nm增透膜；非线性晶体的第一端面镀有1064nm增透膜、532nm高反膜，第二端面镀有1064nm高反膜、532nm增透膜：紫外胶层设置在激光晶体的第二端面和非线性晶体的第一端面之间。但是，该专利还存在以下不足：该专利公开了“GdCa4O(BO3)3晶体为(113.2±1°,47.4±1°)”，以及温度稳定的效果为“对于倍频晶体KTP具有更宽的温度容限带宽”。事实上，该专利中GdCOB晶体(113.2±1°,47.4±1°)切角的温度带宽约为44.6℃·cm(本申请的实验值，参见图7)，无法工作在低于0℃和高于100℃的温度区域，因此，并未实现该晶体的最佳温度稳定效果。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种特殊切角的GdCa4O(BO3)3倍频晶体器件，该晶体的倍频效应具有对温度极端不敏感的特性，温度带宽大大优于以往报道的主平面相位匹配方向，可应用于对温度稳定性要求较高的高功率倍频激光系统，或者太空、沙漠、深海、极地等极端温度条件下的倍频激光系统。
本发明还提供了上述GdCa4O(BO3)3倍频晶体器件的应用。
术语解释：
1.GdCOB,硼酸钙氧钆晶体的简称；
2.ΔTl，倍频温度带宽的简称，是指使倍频效率下降至最优效果的40.5％时对应的温度范围与晶体通光长度的乘积，单位为℃·cm；
3.ΔTFWHM，倍频温度半高全宽的简称，是指在倍频效率的温度曲线上最高值的一半处(50％)对应的左右温度范围；
4.LBO，三硼酸锂晶体的简称；
5.BBO，β相偏硼酸钡晶体的简称；
6.KTP，磷酸钛氧钾晶体的简称；
7.KDP，磷酸二氢钾晶体的简称。
8.晶体切向(θ，φ)：在晶体空间内，任意一个方向k都可以用球坐标(θ，φ)来表示，这里θ表示k与光学主轴Z正方向之间的夹角(0≤θ≤180°)，φ表示k在XY主平面内的投影与X轴正方向之间的夹角(0≤φ≤360°)。
9.全空间倍频性质：在此我们主要考虑GdCOB晶体的相位匹配角、温度带宽、有效非线性光学系数三种倍频性质。相位匹配角取决于折射率色散，具有mmm的空间对称性。温度带宽取决于热光系数以及XZ平面的热旋转系数，具有2/m的对称性。有效非线性光学系数取决于相位匹配角与二阶非线性光学系数矩阵，具有2/m的对称性。因此，整体而言只需考虑两个独立的卦限，通过对称变换就可以得到全空间倍频性质。在本专利中，我们选取的独立卦限为第一卦限(0≤θ≤90°，0≤φ≤90°)和第五卦限(90≤θ≤180°，0≤φ≤90°)，以这两个卦限为代表表征全空间倍频性质。
本发明的技术方案如下：
一种温度不敏感的倍频晶体器件，所述晶体为GdCOB，化学式为GdCa4O(BO3)3，所述晶体的I类相位匹配的切割角为(θ,φ)，θ的取值范围为128°-160°，φ的取值范围为1°-48°。
根据本发明优选的，θ、φ之间的关系同时满足式(I)、式(II)、式(III)：
Figure BDA0001976181870000021
Figure BDA0001976181870000022
n1064’＝n532’(III)
式(I)、式(II)、式(III)中，n1064,x、n1064,y、n1064.z为波长1064nm对应的光学主轴折射率；n532,x、n532,y、n532.z为波长532nm对应的光学主轴折射率；n1064为(θ,φ)方向上1064nm的折射率，n1064’是式(I)中n1064的两个解中较大的一个；n532为(θ,φ)方向上532nm的折射率，n532’是式(II)中n532的两个解中较小的一个。
对应倍频温度带宽远远优于专利CN105870776A所述的(113.2±1°,47.4±1°)切角，或者以前人们曾经研究过的主平面内切角。
采用这种特殊切型的倍频器件，具有比以往切型更好的温度稳定性，主要原因在于该切型的GdCOB倍频晶体具有更大的温度带宽。GdCOB晶体由于温度变化而导致倍频效率下降，主要来自两种效应：一是热光效应，即温度变化导致折射率变化，进而引起相位失配；二是结晶学a、c轴相对于光学X、Z轴的热旋转效应。在第一卦限(0≤θ≤90°，0≤φ≤90°)，这两种效应相互叠加，使得相位失配更加剧烈，因而倍频过程的温度稳定性差，即温度带宽小。而在第五卦限(90≤θ≤180°，0≤φ≤90°)，这两种效应部分抵消，因而相位失配小，温度稳定性高，温度带宽大。特别是我们选取的这一部分切向，这两种效应相互抵消的程度大于其他切向，因而温度稳定性和温度工作范围优于以前曾经报道的任何GdCOB切向。
进一步优选的，θ的取值范围为128°-132°，φ＝48°。
采用这种特殊切型的倍频器件，除了具有比以往主平面切型的倍频器件更大的温度带宽，更好的热稳定性，更宽的温度工作范围，还具有更大的有效非线性光学系数，更高的倍频转换效率。
根据本发明优选的，θ＝128°，φ＝48°；或者，θ＝135°，φ＝47°；或者，θ＝160°，φ＝1°。
根据本发明优选的，所述晶体GdCOB通过提拉法生长得到，主要步骤如下：
(1)按照化学计量比，称取原料Gd2O3、CaCO3和H3BO3，原料Gd2O3、CaCO3和H3BO3的摩尔比为0.5:4:3，混合均匀；
(2)加热至1000℃，保温20h，使CaCO3分解，并使原料Gd2O3、CaCO3和H3BO3发生固相反应，合成GdCOB多晶；固相反应的具体方程式如下：
0.5Gd2O3+4CaCO3+3H3BO3＝GdCa4O(BO3)3+4.5H2O+4CO2↑
(3)将GdCOB多晶放入提拉炉的铱金坩埚内，在N2气氛中，加热至完全融化；
(4)将具有b向切向的GdCOB籽晶的一端浸入熔体，缓慢向上提拉，随着拉出部分温度的降低，熔体中的原子将按照籽晶的结构排列，并冷却为GdCOB单晶。
本发明采用提拉法生长的GdCOB作为倍频晶体，这种晶体具有生长速度快、光学质量好、尺寸大、不潮解、非线性系数大、抗光损伤阈值高等优点。并且，这种晶体的X、Z光学主轴有显著的热旋转效应(相对于结晶学主轴)，使得倍频温度带宽具有独特的空间分布特性，在第五卦限(90≤θ≤180°，0≤φ≤90°)的数值明显大于第一卦限(0≤θ≤90°，0≤φ≤90°)，且明显大于主平面相位匹配方向。
一种绿光激光器，包括依次通过光路设置的近红外固体光源、光阑、倍频晶体、滤波片，倍频晶体为倍频晶体器件；
近红外固体光源产生近红外激光，经过光阑整形，入射到倍频晶体内，在满足I类倍频相位匹配的条件下，近红外基频光高效地转化为绿色倍频激光，采用滤波片滤除剩余的近红外激光，得到纯净的倍频绿光输出。
根据本发明优选的，所述倍频晶体的通光方向长度为1-200mm。
充分的晶体长度能够有效提高倍频效率，但是长度过大也会因为光波走离效应、吸收效应使倍频效率降低，因此晶体长度需要根据实验条件和晶体切向灵活选择。在非线性光学理论中，存在一个最佳倍频长度，其计算公式为：
Figure BDA0001976181870000041
其中n1、n2分别为基频、倍频光折射率，c为光速，ε0为真空介电常数，ω为基频光角频率，deff为有效非线性光学系数，Eω为基频光电场强度。由此可见，有效非线性光学系数较大的切向对应的最佳晶体长度较小，基频光较强的条件下对应的最佳晶体长度较小。
根据本发明优选的，所述倍频晶体为长方体或柱状体。
根据本发明优选的，所述倍频晶体的两个通光端面抛光，并镀以基频光、倍频光的双增透介质膜。
根据本发明优选的，所述近红外固体光源为中心波长为1064nm的脉冲激光器；例如，具有纳秒、皮秒脉宽的Nd:YAG激光器。
所述光阑为带有通光圆孔的挡板。
根据本发明优选的，所述滤波片镀以对1064nm的基频光高反、对532nm的倍频光高透的介质膜。
本发明的有益效果为：
1、热稳定性高，温度带宽大。就GdCOB晶体而言，在θ＝128°-160°，φ＝48°-1°空间切角范围内，任选相位匹配方向的温度带宽都大于以往主平面相位匹配方向的温度带宽，因而更加适应温度变化幅度剧烈的恶劣工作环境。
2、倍频转换效率高。就GdCOB晶体而言，在本专利所述的θ＝128°-132°，φ＝48°空间切角范围内，任选相位匹配方向的有效非线性光学系数都大于以往主平面相位匹配方向的有效非线性光学系数，因而除了温度带宽更大，倍频转换效率也更高。以1064nm皮秒脉冲基频光为例，当晶体温度同为100℃，在相同的入射能量下(θ＝161°，φ＝0°)切角、1cm长GdCOB晶体的倍频转换效率为31％，而(θ＝130°，φ＝48°)切角、1cm长GdCOB晶体的倍频转换效率为40％。
3、易推广。GdCOB晶体为提拉法生长，制备方便，生长周期短，晶体光学质量好，容易得到大尺寸单晶，并且非线性系数大，抗光损伤阈值高，综合性能十分优异。据我们所知，其对温度不敏感的倍频特性优于以往所有非线性光学晶体，具有广阔应用前景。
4、应用简便，成本低。本发明所述的倍频器件应用起来非常方便，相关的基频光源、倍频晶体、滤波片、光阑等光学仪器和元件都已发展成熟，目前市场上很容易购买。并且，本器件温度带宽大的特性使倍频晶体在很大功率范围内无需控温，节省了控温装置，降低了整个设备的复杂性和生产成本。
5、本发明通过对全空间相位匹配方向的考察，发现了比(113.2±1°,47.4±1°)方向，同时也比任何主平面内方向温度容限带宽更大的倍频切角范围，即(θ＝128°-160°，φ＝1°-48°)。以这个范围内的(135°，47°)倍频切角为例，其温度带宽高达430℃·cm，可以工作在-10℃到420℃的超宽温度范围，远远优于背景技术中专利CN105870776A所述切角的GdCOB晶体，因而本专利的适用温度更宽，应用领域更广。
附图说明
图1为GdCOB晶体在第一卦限、第五卦限的1064nm激光I类倍频相位匹配曲线示意图；
图2为GdCOB晶体在第一卦限、第五卦限的1064nm激光I类倍频温度带宽随相位匹配角θ的变化关系示意图；
图3为GdCOB晶体在第一卦限、第五卦限的1064nm激光I类倍频deff随相位匹配角θ的变化关系示意图；
图4为本发明实施例1所述的特殊空间切向(θ＝135°，φ＝47°)GdCOB晶体倍频转换效率的温度调制曲线示意图；
图5为传统的主平面切向(θ＝19°，φ＝0°)GdCOB晶体倍频转换效率的温度调制曲线示意图；
图6为传统的主平面切向(θ＝161°，φ＝0°)GdCOB晶体倍频转换效率的温度调制曲线示意图；
图7为传统的空间切向(θ＝113°，φ＝47°)GdCOB晶体倍频转换效率的温度调制曲线示意图；
图8为本发明实施例2所述的特殊空间切向(θ＝130°，φ＝48°)GdCOB晶体倍频转换效率的温度调制曲线示意图；
图9为绿光激光器的连接示意图。
1、近红外固体泵浦源，2、光阑，3、倍频晶体，4、滤波片。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例对本发明作进一步限定，但不限于此。
实施例1
一种温度不敏感的倍频晶体器件，晶体为GdCOB，化学式为GdCa4O(BO3)3，晶体的I类相位匹配的切割角为(θ,φ)，θ的取值范围为128°-160°，φ的取值范围为1°-48°。
θ、φ之间的关系同时满足式(I)、式(II)、式(III)：
Figure BDA0001976181870000061
Figure BDA0001976181870000062
n1064’＝n532’(III)
式(I)、式(II)、式(III)中，n1064,x、n1064,y、n1064.z为波长1064nm对应的光学主轴折射率；n532,x、n532,y、n532.z为波长532nm对应的光学主轴折射率；n1064为(θ,φ)方向上1064nm的折射率，n1064’是式(I)中n1064的两个解中较大的一个；n532为(θ,φ)方向上532nm的折射率，n532’是式(II)中n532的两个解中较小的一个。
使式(I)、式(II)、式(III)同时成立的(θ、φ)的取值即为图1所示曲线，其中，实线部分是本申请需要保护的角度范围。
图1为GdCOB晶体在第一卦限、第五卦限的1064nm激光I类倍频相位匹配曲线示意图；实线部分为倍频晶体所涉及的特殊空间切角范围。
上述切角范围的选择依据是，倍频温度带宽优于以往研究的主平面相位匹配方向，也优于专利文献CN105870776A所涉及的(113.2±1°,47.4±1°)方向。
综合考虑GdCOB晶体的热光效应以及XZ主平面随温度的转动，可以从理论上得到I类倍频的温度带宽，如附图2所示。图2中，独立圆点为实验点，连续曲线为理论计算结果，实线部分为倍频晶体所涉及的特殊相位匹配角范围：θ＝128°-160°。可以看到实验点与理论计算曲线符合得很好，从而验证了理论曲线的可靠性，可以用于指导切向优化。图2中，(θ＝135°，φ＝47°)切向的温度带宽理论值为3900℃·cm，由于GdCOB晶体的熔点仅为1480℃，因此这一数值实际上不可能达到。考虑到高温情况下GdCOB晶体热光系数及主平面旋转性质的变化，可以认为430℃·cm的实验值与理论值基本相符。
如图1、图2所示，在相位匹配曲线上有三个主平面切向，分别为(θ＝19°，φ＝0°)，(θ＝90°，φ＝45°)，(θ＝161°，φ＝0°)，对应的温度带宽(理论值)分别为67℃·cm，42℃·cm，183℃·cm。相对于主平面上最大的温度带宽183℃·cm，空间相位匹配上具有更大温度带宽的切角范围是：θ＝128°-160°，φ＝1°-48°。
实施例2
根据实施例1所述的一种温度不敏感的倍频晶体器件，其区别在于：θ的取值范围为128°-132°，φ＝48°。
对于非线性光学晶体，倍频转换效率的高低主要取决于该相位匹配方向上有效非线性光学系数(deff)的大小。GdCOB晶体deff随相位匹配角θ的变化如图3所示，对于三个主平面切向(θ＝19°，φ＝0°)，(θ＝90°，φ＝45°)，(θ＝161°，φ＝0°)，deff分别为0.31pm/V，0.43pm/V，0.73pm/V。相对于主平面上最大的有效非线性光学系数0.73pm/V，在θ＝128°-160°的空间相位匹配角范围内，当θ＝128°-132°时具有更大的deff，如附图3中的实线所示。相位匹配角范围为θ＝128°-132°，φ＝48°，在此区间内除了倍频温度带宽优于主平面相位匹配方向，同时具有更高的倍频转换效率。
实施例3
根据实施例1所述的一种温度不敏感的倍频晶体器件，其区别在于：θ＝128°，φ＝48°。
实施例4
根据实施例1所述的一种温度不敏感的倍频晶体器件，其区别在于：θ＝135°，φ＝47°。与许多著名的、代表性的非线性光学晶体相比，GdCOB倍频晶体器件的温度带宽具有显著优势；如表1所示(其中所有的温度带宽均为实验值，KDP晶体的基频波长为1054nm，其余晶体的基频波长为1064nm，dnX/dT、dnY/dT、dnZ/dT为相应折射率主轴的热光系数)：
表1
Figure BDA0001976181870000071
Figure BDA0001976181870000081
实施例5
根据实施例1所述的一种温度不敏感的倍频晶体器件，其区别在于：θ＝160°，φ＝1°。
实施例6
根据实施例1-5任一所述的一种温度不敏感的倍频晶体器件，晶体GdCOB通过提拉法生长得到，主要步骤如下：
(1)按照化学计量比，称取原料Gd2O3、CaCO3和H3BO3，原料Gd2O3、CaCO3和H3BO3的摩尔比为0.5:4:3，混合均匀；
(2)加热至1000℃，保温20h，使CaCO3分解，并使原料Gd2O3、CaCO3和H3BO3发生固相反应，合成GdCOB多晶；固相反应的具体方程式如下：
0.5Gd2O3+4CaCO3+3H3BO3＝GdCa4O(BO3)3+4.5H2O+4CO2↑
(3)将GdCOB多晶放入提拉炉的铱金坩埚内，在N2气氛中，加热至完全融化；
(4)将具有b向切向的GdCOB籽晶的一端浸入熔体，缓慢向上提拉，随着拉出部分温度的降低，熔体中的原子将按照籽晶的结构排列，并冷却为GdCOB单晶。
实施例7
一种绿光激光器，如图9所示，包括依次通过光路设置的近红外固体泵浦源1、光阑2、实施例1-5任一所述倍频晶体3、滤波片4；
近红外固体泵浦源1产生近红外激光，经过光阑2整形，入射到倍频晶体3内，在满足I类倍频相位匹配的条件下，近红外基频光高效地转化为绿色倍频激光，采用滤波片4滤除剩余的近红外激光，得到纯净的倍频绿光输出。
倍频晶体3的通光方向长度为1-200mm。倍频晶体3为长方体或柱状体。倍频晶体3的两个通光端面抛光，并镀以基频光、倍频光的双增透介质膜。近红外固体泵浦源1为中心波长为1064nm的脉冲激光器；例如，具有纳秒、皮秒脉宽的Nd:YAG激光器。光阑2为带有通光圆孔的挡板。滤波片4镀以对1064nm的基频光高反、对532nm的倍频光高透的介质膜。
实施例8
根据实施例7所述的绿光激光器，其区别在于：θ＝135°，φ＝47°，横截面尺寸为4×4mm2，通光方向长度为10mm；
使用时按照以下次序安排光路：近红外固体激光光源、光阑2、缩束系统、倍频晶体3、基频滤光片。近红外固体激光光源为中心波长1064nm的皮秒脉冲激光器。近红外固体激光光源产生1064nm近红外基频光，光阑2用于光束整形，缩束系统可以在保证平行光的条件下提高激光功率密度，基频光入射到倍频晶体3内产生倍频效应，在出射端用滤光片滤除剩余基频光，实现纯净的倍频绿光输出。
将上述倍频器件放入控温系统，对其温度特性进行考察，测试结果如图4所示。基频光能量固定为3mJ，常温下获得倍频绿光的能量为0.84mJ，转化效率27.9％。其倍频温度半高全宽(ΔTFWHM)为300.2℃。在-10℃时的转化效率为25％，在420℃时转化效率仍有11.9％，实测温度带宽ΔTl>430℃·cm。
在相同条件下，对传统的主平面切角GdCOB晶体倍频晶体器件进行了测试，结果如图5、图6所示。对于(θ＝19°，φ＝0°)、(θ＝161°，φ＝0°)切向的两个晶体，其ΔTFWHM分别为43.6℃、166.9℃，温度带宽ΔTl分别为55.5℃·cm、191.4℃·cm。前者在60℃附近的转化效率已下降为0，而后者在250到420℃区间内转化效率低于5％。
在相同条件下，对专利CN105870776A所述的(θ＝113°，φ＝47°)切向的GdCOB晶体倍频晶体器件进行了测试，结果如图7所示。其ΔTFWHM为38.5℃，实测温度带宽ΔTl为44.6℃·cm。当晶体温度低于0℃，或者高于100℃，转换效率均低于5％，基本失效。
由此可见，本发明(θ＝135°，φ＝47°)器件比传统器件具有显著的优越性，工作温度区间大，高温下倍频转化效率高。
实施例9
根据实施例7所述的绿光激光器，其区别在于：θ＝130°，φ＝48°，横截面尺寸为4×4mm2，通光方向长度为10mm，两通光面抛光。
使用时按照以下次序安排光路：近红外固体激光光源、光阑2、缩束系统、倍频晶体3、基频滤光片。近红外固体激光光源为中心波长1064nm的皮秒脉冲激光器。激光光源产生1064nm近红外基频光，光阑2用于光束整形，缩束系统可以在保证平行光的条件下提高激光功率密度，基频光入射到倍频晶体3内产生倍频效应，在出射端用滤光片滤除剩余基频光，实现纯净的倍频绿光输出。
将上述倍频器件放入控温系统，对其温度特性进行考察，测试结果如图8所示。基频光能量固定为3mJ，常温下获得倍频绿光的能量为1.44mJ，转化效率为47.9％。其倍频温度半高全宽(ΔTFWHM)为259.2℃，在200℃时的转化效率仍有15％，温度带宽ΔTl为306.8℃·cm。如图6所示，在相同条件下，传统器件(θ＝161°，φ＝0°)GdCOB晶体常温下的倍频转化效率为46.5％，ΔTFWHM为166.9℃，在200℃时其转化效率仅为3.5％，温度带宽ΔTl为191.4℃·cm，几乎所有的倍频性能都不如本专利所述的新型倍频器件(θ＝130°，φ＝48°)。相比之下，图5所示的传统器件(θ＝19°，φ＝0°)GdCOB晶体的倍频性能更差。由此可见，本实施例器件(θ＝130°，φ＝48°)比传统器件具有显著的优越性，工作温度区间大，在所有温度下均表现出较高的倍频转化效率。

Claims (8)

1.一种温度不敏感的倍频晶体器件，其特征在于，所述晶体为GdCOB，化学式为GdCa4O(BO3)3，在将1064nm基频光转换为532nm倍频光的变频过程中，所述晶体的I类相位匹配的切割角为(θ,φ)，θ的取值范围为128°-132°，φ＝48°，或者，θ＝135°，φ＝47°；θ、φ之间的关系同时满足式(I)、式(II)、式(III)：
Figure FDA0002686955610000011
Figure FDA0002686955610000012
n1064’＝n532’ (III)
式(I)、式(II)、式(III)中，n1064,x、n1064,y、n1064.z为波长1064nm对应的光学主轴折射率；n532,x、n532,y、n532.z为波长532nm对应的光学主轴折射率；n1064为(θ,φ)方向上1064nm的折射率，n1064’是式(I)中n1064的两个解中较大的一个；n532为(θ,φ)方向上532nm的折射率，n532’是式(II)中n532的两个解中较小的一个。
2.根据权利要求1所述的一种温度不敏感的倍频晶体器件，其特征在于，θ＝128°，φ＝48°。
3.根据权利要求1所述的一种温度不敏感的倍频晶体器件，其特征在于，所述GdCOB通过提拉法生长得到，包括步骤如下：
(1)按照化学计量比，称取原料Gd2O3、CaCO3和H3BO3，原料Gd2O3、CaCO3和H3BO3的摩尔比为0.5:4:3，混合均匀；
(2)加热至1000℃，保温20h，使CaCO3分解，并使原料Gd2O3、CaCO3和H3BO3发生固相反应，合成GdCOB多晶；
(3)将GdCOB多晶放入提拉炉的铱金坩埚内，在N2气氛中，加热至完全融化；
(4)将具有b向切向的GdCOB籽晶的一端浸入熔体，缓慢向上提拉，随着拉出部分温度的降低，熔体中的原子将按照籽晶的结构排列，并冷却即得。
4.一种绿光激光器，其特征在于，包括依次通过光路设置的近红外固体光源、光阑、倍频晶体、滤波片，倍频晶体为权利要求1-3任一所述的倍频晶体器件；
近红外固体光源产生近红外激光，经过光阑整形，入射到倍频晶体内，在满足I类倍频相位匹配的条件下，近红外基频光高效地转化为绿色倍频激光，采用滤波片滤除剩余的近红外激光，得到纯净的倍频绿光输出。
5.根据权利要求4所述的一种绿光激光器，其特征在于，所述倍频晶体的通光方向长度为1-200mm。
6.根据权利要求4所述的一种绿光激光器，其特征在于，所述倍频晶体为长方体或柱状体。
7.根据权利要求4所述的一种绿光激光器，其特征在于，所述倍频晶体的两个通光端面抛光，并镀以基频光、倍频光的双增透介质膜。
8.根据权利要求4-7任一所述的一种绿光激光器，其特征在于，所述近红外固体光源为中心波长为1064nm的脉冲激光器；所述滤波片镀以对1064nm的基频光高反、对532nm的倍频光高透的介质膜。
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