專利名稱：一種非線性晶體和頻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及激光領(lǐng)域，尤其涉及和頻器領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
Spectra-Physics公司的專利US7， 292， 387B2提出了一種和頻方案。如圖
Work-of f晶體上磨去一個小的楔角以此來制作滿足不同入射角要求的非共線走 離補償。這種方案的優(yōu)點是對于小光束直徑光斑一定長度Work-off晶體即可實 現(xiàn)兩束入射光的完全分離。但是，對于大光斑就會碰到需要很長Work-off晶體 的問題，即使目前存在的最大折射率差值的雙折射晶體，如釩酸釔(YV04), △ n 0. 2, Work-off角約為6° ,相當于0光與e光分開lmm,需要10mm長晶 體。這樣，對于大光斑如4mm直徑，則需要4cm以上Work-off晶體，這較難制 作。

實用新型內(nèi)容
針對上述問題，才有本實用新型的提出必要，本實用新型利用對0， e光有 較大折射率n差值的Work-off晶體，采用特殊的切割方式用來滿足更方便更實 用的實際需求，其技術(shù)方案如下
本實用新型的非線性晶體和頻器包括
分束元件，設(shè)置于入射光處，被配置為將入射光分開為O光和e光； 合束元件，設(shè)置于所述的分束元件后，被配置為將所述的分束元件出射的0 光和e光合攏5
倍頻晶體，設(shè)置于所述的合束元件后，其入射面在所述的合束元件出射的0 光和e光合束點。
所述的分束元件、合束元件、倍頻晶體膠合成一整體的微片結(jié)構(gòu)或是分離 的獨立元件結(jié)構(gòu)。
進一步的，可以在所述的合束元件和倍頻晶體之間插入一波片。 所述的分束元件、合束元件、倍頻晶體膠合成一整體的微片結(jié)構(gòu)或是分離的獨立元件結(jié)構(gòu)。
進一步的，所述的分束元件是斜面為楔角的單軸晶體，其光軸與所述的0
光成一斜角；所述的合束元件是斜面為對應(yīng)楔角的雙折射晶體，其光軸與所述 的0光平行或垂直；所迷的單軸晶體和雙折射晶體膠合成一體。
進一步的，或者，所述的分束元件是單軸晶體或雙折射晶體或棱鏡光膠成 分束楔角片，其第一片光軸與所述的0光垂直，第二片光軸與所述的0光光軸 平行；所述的合束元件是單軸晶體或雙折射晶體或棱鏡光膠成合束楔角片，其 第一片光軸與所述的0光平行，第二片光軸與所述的0光垂直。
更進一步的，所述的分束楔角片和合束楔角片膠合成一體或用 一梯形晶體 取代膠合的兩楔角晶體，其光軸與所述的0光平行。
進一步的，或者，所述的分束元件用Work-off晶體代替，其光軸與所述的 0光成一斜角，使其出射的0光和e光相互平行；所述的合束元件還是如上所述 的合束楔角片。
本實用新型采用如上技術(shù)方案，具有制作方法簡單、體積結(jié)構(gòu)更小的優(yōu)點。 通過這種非共線的相位匹配結(jié)構(gòu)，利用走離補償?shù)念l率變換技術(shù)，可以大大提 高尤其是大光斑的和頻和三階諧波的轉(zhuǎn)換效率。

圖l是已有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2(a)是本實用新型的實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2(b)是本實用新型的實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2(c)是本實用新型的實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2(d)是本實用新型的實施例四的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2(e)是本實用新型的實施例五的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本實用新型的實施例六的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本實用新型的實施例七的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖說明和具體實施方式
對本實用新型進一步說明。 本實用新型的非線性晶體和頻器包括分束元件，設(shè)置于入射光處，被配置為將入射光分開為0光和e光；合束元件，設(shè)置于所述的分束元件后，被配 置為將所述的分束元件出射的0光和e光合攏；倍頻晶體，設(shè)置于所述的合束 元件后，其入射面在所述的合束元件出射的0光和e光合束點。釆用Work-off 晶體斜面楔角與雙折射晶體斜面楔角或棱鏡組成分束合束器并與非線性倍頻晶
體作為一體構(gòu)成非線性晶體和頻器，對使非共線進入非線性倍頻晶體的基頻光 實現(xiàn)在非線性晶體中消除Work-off效應(yīng)共線和頻。
參閱圖2 (a)所示，這是一個滿足II類相位匹配條件的0 ((ol) +e ( co 2 ) 結(jié)構(gòu)，其中201為有一面Sl被切割成斜面楔角的單軸晶體，其光軸與光學(xué)平面 成一定夾角。202為有一面S2被切割成斜面楔角的雙折射晶體，其光軸與出光 面S3平行。203為非線性和頻晶體。而且，單軸晶體201和雙折射晶體202光 學(xué)平面通過光膠相互粘合成一整體。入射光204經(jīng)過單軸晶體201分開為0光 和e光，e光經(jīng)楔角面Sl ( S2 )折射，而相對雙折射晶體202為0光的分量則 穿過雙折射晶體202,這樣就可獲得共線光束204經(jīng)分束又分別以0光和e光的 偏振態(tài)相交在倍頻晶體203入射面一點P的非共線入射光。因此，這種設(shè)計結(jié) 構(gòu)沒有受邊界線限制，對小光斑適合，對大光斑也適用。而且，0光和e光不需 要完全分開。
圖2 (b)、圖2 (c)、圖2 (d)和圖2 (e)所示的實施例結(jié)構(gòu)類似于圖2 (a),也是0 ( col) +e ( co2)結(jié)構(gòu)。其中對于圖2(b)所示的第二實施例結(jié) 構(gòu)，雙折射晶體光軸202與出光面S3垂直。
圖2 (c)所示的實施例三結(jié)構(gòu)為所述的分束元件是單軸晶體或雙折射晶體 或棱鏡光膠成分束楔角片205，其第一片光軸與所述的0光垂直，第二片光軸與 所述的0光平行；所述的合束元件是單軸晶體或雙折射晶體或棱鏡光膠成合束 楔角片206,其第一片光軸與所述的0光平行，第二片光軸與所述的0光垂直。 并和非線性倍頻晶體203組成分離式的和頻器。
圖2 (d)所示的實施例四結(jié)構(gòu)則為圖2(c)中月交合為一整體的分束和束器， 或用一梯形晶體取代膠合的兩楔角晶體。值得注意的是如果將第一塊楔角晶體 207作為激光增益介質(zhì)(Nd: YV04),則可獲得一個LD泵浦Nd: YV04晶體的內(nèi) 腔三諧波轉(zhuǎn)換的全固態(tài)連續(xù)紫外激光器。在諧振腔內(nèi)，1064nm的基頻光經(jīng)II類 相位匹配KTP晶體進行二倍頻產(chǎn)生532nm波長激光，二者再經(jīng)I類相位匹配LBO晶體進行和頻獲得355nm連續(xù)紫外激光輸出。
圖2 ( e )所示的實施例五結(jié)構(gòu)則為采用Work-off晶體208取代所述的分束 元件，其光軸與所述的0光成一斜角，使其出射通光面的O光和e光相互平行； 所述的合束元件還是如上所述的合束楔角片206。
對于I類相位匹配條件下0(col)+0(co2)或e(col)+e(co2)的入射 基頻光和倍頻光，可通過在倍頻晶體前加波片，作為對一個波長的全波片和對 另一個波長的半波片而得到，如圖3所示，在楔角晶體202與倍頻晶體203間 插入波片305，使得0光302的偏振方向不變，仍為0光出射；相反，e光301 的偏振改變90°以0光出射。
圖4所示的結(jié)構(gòu)則為將本實用新型的各元件制作為一體化的^f敫片式和頻器， 楔角晶體201、楔角晶體202和倍頻晶體203通過光膠相互粘合成一整體。
盡管結(jié)合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本實用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù) 人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍內(nèi)， 在形式上和細節(jié)上可以對本實用新型做出各種變化，均為本實用新型的保護范 圍。
權(quán)利要求1.一種非線性晶體和頻器，其特征在于包括分束元件，設(shè)置于入射光處，被配置為將入射光分開為O光和e光；合束元件，設(shè)置于所述的分束元件后，被配置為將所述的分束元件出射的O光和e光合攏；倍頻晶體，設(shè)置于所述的合束元件后，其入射面在所述的合束元件出射的O光和e光合束點(P)。
2. 如權(quán)利要求1所述的非線性晶體和頻器，其特征在于所述的合束元件 和倍頻晶體之間插入一波片(305 )。
3. 如權(quán)利要求1所述的非線性晶體和頻器，其特征在于所述的分束元件、 合束元件、倍頻晶體膠合成一整體的微片結(jié)構(gòu)或是分離的獨立元件結(jié)構(gòu)。
4. 如權(quán)利要求1所述的非線性晶體和頻器，其特征在于所述的分束元件 是斜面(Sl)為楔角的單軸晶體(201)，其光軸與所述的e光成一斜角；所述 的合束元件是斜面(S2)為對應(yīng)楔角的雙折射晶體(202 )，其光軸與所述的0 光平行或垂直；所述的單軸晶體(201)和雙折射晶體(202 )膠合成一體。
5. 如權(quán)利要求1所述的非線性晶體和頻器，其特征在于所述的分束元件 是單軸晶體或雙折射晶體或棱鏡光膠成分束楔角片(205 )，其第一片光軸與所述的0光垂直，第二片光軸與所述的0光平行；所述的合束元件是單軸晶體或 雙折射晶體或棱鏡光膠成合束楔角片(206 )，其第一片光軸與所述的O光平行， 第二片光軸與所述的0光垂直。
6. 如權(quán)利要求5所述的非線性晶體和頻器，其特征在于所述的分束楔角 片(205 )和合束楔角片(206 )膠合成一體或用一梯形晶體取代膠合的兩楔角 晶體，其光軸與所述的0光平行。
7.如權(quán)利要求5所述的非線性晶體和頻器，其特征在于所迷的分束元件用Work-off晶體(208 )代替，其光軸與所述的0光成一斜角，使其出射的0 光和e光相互平行。
專利摘要本實用新型涉及激光領(lǐng)域，尤其涉及和頻器領(lǐng)域。本實用新型的非線性晶體和頻器包括分束元件，設(shè)置于入射光處，被配置為將入射光分開為0光和e光；合束元件，設(shè)置于所述的分束元件后，被配置為將所述的分束元件出射的0光和e光合攏；倍頻晶體，設(shè)置于所述的合束元件后，其入射面在所述的合束元件出射的0光和e光合束點。采用Work-off晶體斜面楔角與雙折射晶體斜面楔角或棱鏡組成分束合束器并與非線性倍頻晶體作為一體構(gòu)成非線性晶體和頻器，對使非共線進入非線性倍頻晶體的基頻光實現(xiàn)在非線性晶體中消除Work-off效應(yīng)共線和頻。本實用新型具有制作方法簡單、體積結(jié)構(gòu)更小的優(yōu)點，可以大大提高和頻和三階諧波的轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號G02F1/35GK201355419SQ20092013687
公開日2009年12月2日 申請日期2009年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月24日
發(fā)明者凌吉武, 礪 吳, 校金濤, 馬英俊 申請人:福州高意通訊有限公司