專利名稱：一種晶體器件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光學器件領域，尤其涉及一種光學晶體器件，用以消除Work-off效 應，提高轉(zhuǎn)化效率和倍頻光的功率密度。
背景技術：
在激光非線性頻率轉(zhuǎn)換領域，有些晶體存在較大的Walk-Off效應。對于II類角 度相位匹配，由于Walk-Off效應的影響，o、e光傳播一段距離后就會分離，導致相互作用區(qū) 間減小，直接限制了晶體的頻率轉(zhuǎn)換效率；對于I類相位匹配，基頻光在非線性晶體中產(chǎn)生 倍頻光后，在Walk-Off效應的作用下，產(chǎn)生的倍頻光(e光)與基頻光分離，基頻光在傳播 過程中不斷產(chǎn)生倍頻光，而倍頻光不斷地離開基頻光，這樣使得倍頻光的光斑變形，晶體越 長，倍頻光的光斑變形越大，光斑變形的結(jié)果使得倍頻光的能量密度減小，光斑模式變壞。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述問題，提出一種能消除Walk-Off效應影響的晶體器件。本發(fā)明的技術方案是
本發(fā)明的晶體器件，具體是在一非線性晶體薄片的兩側(cè)的通光面處至少設有兩個平 行的膜系面，基頻光以小角度入射進入該非線性晶體薄片，其中，第一通光面處的第一膜系 面在入射光區(qū)域為增透介質(zhì)膜，其他區(qū)域為高反介質(zhì)膜，第二通光面處的第二膜系面在出 射光區(qū)域為增透介質(zhì)膜，其他區(qū)域為高反介質(zhì)膜。進一步的，所述的第一通光面處的第一膜系面是鍍于所述的非線性晶體薄片的第 一通光表面上，所述的第二通光面處的第二膜系面是鍍于所述的非線性晶體薄片的第二通 光表面上。更進一步優(yōu)選的，所述的非線性晶體薄片的第一通光表面或者第二通光表面或者 二個通光表面外設有保護光學平片。擴展的，在一非線性晶體薄片的兩側(cè)的通光面處至少設有兩個平行的膜系面，基 頻光以小角度入射進入該非線性晶體薄片，其中，第一通光面處的第一膜系面在入射光區(qū) 域為增透介質(zhì)膜，其他區(qū)域為高反介質(zhì)膜，第二通光面處的第二膜系面在出射光區(qū)域為增 透介質(zhì)膜，其他區(qū)域為高反介質(zhì)膜。其中，所述的第二通光面處的第二膜系面與非線性晶體 薄片的第二通光面的距離L是可調(diào)節(jié)的。進一步的，所述的第一通光面處的第一膜系面是鍍于所述的非線性晶體薄片的第 一通光表面上，所述的第二通光面處的第二膜系面是鍍于所述的非線性晶體薄片的第二通 光表面外一個與之平行設置的光學平片的一通光表面上。更進一步的，所述的非線性晶體薄片的第二通光表面上鍍有增透介質(zhì)膜。所述的 光學平片的另一通光表面上鍍有增透介質(zhì)膜。更進一步優(yōu)選的，在上述的非線性晶體薄片的第一通光表面外設有保護光學平 片。
本發(fā)明采用如上技術方案，基頻光以小角度入射到所述非線性晶體薄片的第一通 光面處的第一膜系面鍍增透介質(zhì)膜的區(qū)域，基頻光在所述非線性晶體薄片內(nèi)滿足頻率變換 角度相位匹配，基頻光和在非線性晶體薄片內(nèi)產(chǎn)生的倍頻光在所述非線性晶體薄片第二通 光面處的第二膜系面出射，由于晶體的Walk-Off效應，出射的ο光和e光在空間上走離，所 述基頻光和倍頻光之后被第二膜系面的高反介質(zhì)膜區(qū)域反射回非線性晶體薄片，上述ο光 和e光的走離在非線性晶體薄片中被補償，之后所述基頻光和倍頻光被非線性晶體薄片第 一通光面處的第一膜系面鍍高反介質(zhì)膜區(qū)域反射，之后基頻光和倍頻光不斷被第一膜系面 和第二膜系面的鍍高反介質(zhì)膜反射，最后在第二通光面處的第二膜系面鍍增透介質(zhì)膜的區(qū) 域出射。在反射的過程中，由于walk-off導致的o、e光分離被補償，從而消除了 walk-off 效應對轉(zhuǎn)換效率、能量密度和光斑模式的影響。因此，本發(fā)明的晶體器件是一種能消除 Walk-Off效應影響的晶體器件。
圖1是本發(fā)明的基礎實施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明的擴展實施例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明的優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進一步說明。參閱圖1所示，本發(fā)明的基礎實施例的晶體器件是在一非線性晶體薄片11的兩 側(cè)的通光面處設有兩個平行的膜系面，基頻光以小角度入射進入該非線性晶體薄片11，其 中，第一通光面處的第一膜系面在入射光區(qū)域111為增透介質(zhì)膜，其他區(qū)域112為高反介質(zhì) 膜，第二通光面處的第二膜系面在出射光區(qū)域125為增透介質(zhì)膜，其他區(qū)域124為高反介質(zhì) 膜。所述的第一通光面處的第一膜系面是鍍于所述的非線性晶體薄片11的第一通光表面 上，所述的第二通光面處的第二膜系面是鍍于所述的非線性晶體薄片11的第二通光表面 上。優(yōu)選的，所述的非線性晶體薄片11的第一通光表面或者第二通光表面或者二個通光表 面外設有保護光學平片。其中，增透介質(zhì)膜是對基頻光和倍頻光增透的介質(zhì)膜，高反介質(zhì)膜 是對基頻光和倍頻光高反的介質(zhì)膜。下文不再重復說明。參閱圖2所示，本發(fā)明的擴展實施例的晶體器件是在一非線性晶體薄片11的兩 側(cè)的通光面處設有兩個平行的膜系面，基頻光以小角度入射進入該非線性晶體薄片11，其 中，第一通光面處的第一膜系面在入射光區(qū)域111為增透介質(zhì)膜，其他區(qū)域112為高反介質(zhì) 膜，第二通光面處的第二膜系面在出射光區(qū)域125為增透介質(zhì)膜，其他區(qū)域124為高反介質(zhì) 膜。其中，所述的第二通光面處的第二膜系面與非線性晶體薄片11的第二通光面的距離L 是可調(diào)節(jié)的。所述的第一通光面處的第一膜系面是鍍于所述的非線性晶體薄片11的第一 通光表面上，所述的第二通光面處的第二膜系面是鍍于所述的非線性晶體薄片11的第二 通光表面外一個與之平行設置的光學平片12的一通光表面上。所述的非線性晶體薄片11 的第二通光表面上鍍有增透介質(zhì)膜113。所述的光學平片12的另一通光表面上鍍有增透介 質(zhì)膜126。對于II類角度相位匹配，基頻光由ο光和e光組成?；l光以一個小角度入射到此晶體器件上，通過非線性晶體薄片11的入射光區(qū)域111進入此晶體器件中，基頻光在非 線性非線性晶體薄片11中進行非線性相互作用產(chǎn)生倍頻光。由于walk-off效應的作用， 在傳播過程中ο光和e光產(chǎn)生分離，ο光和e光從非線性晶體薄片11出射后被光學平片平 片12反射回非線性晶體薄片11中，重新回到晶體薄片中的e光和ο光在被區(qū)域112上所 鍍的高反射膜反射前不滿足相位匹配條件，不產(chǎn)生倍頻光，但是e光由于walk-off效應與 ο光靠近并重新重合到一起。重新重合的基頻光在區(qū)域112被反射，并在非線性非線性晶 體薄片11中發(fā)生非線性相互作用并產(chǎn)生倍頻光。經(jīng)過多次反射，基頻光和倍頻光通過光學 平片12的出射光區(qū)域125射出此晶體器件。在此結(jié)構(gòu)中，e光的walk-Off被補償，消除了 walk-off對晶體長度的限制，提高了非線性頻率轉(zhuǎn)化效率。基頻光與倍頻光在非線性晶體薄片11的第二通光表面出射到被區(qū)域112反射的 過程中產(chǎn)生相位差，通過調(diào)L可使基頻光和倍頻光在被區(qū)域112反射后相位差為零。對于II類角度相位匹配，該晶體器件結(jié)構(gòu)還可以提高倍頻光的能量密度，改善倍 頻光的光斑模式。在非線性晶體薄片11中產(chǎn)生的倍頻光為e光時，由于walk-Off效應，產(chǎn) 生的倍頻光(e光)不斷與基頻光分離，在基頻光和倍頻光被平行平片12反射重新進入非 線性晶體薄片11后，倍頻光與基頻光靠近并重新重合到一起，在被區(qū)域112的高反介質(zhì)膜 反射后，由基頻光新產(chǎn)生的倍頻光與被區(qū)域112的高反介質(zhì)膜反射的倍頻光光斑也是重合 的，這樣，經(jīng)過一個周期的反射，walk-off效應被補償，倍頻光的光斑并未持續(xù)拉長，從而提 高了倍頻光的能量密度，改善光斑模式。參閱圖3所示，本發(fā)明的優(yōu)選實施例的晶體器的示意圖。其與圖2所示的實施例 類似，不同的是為了保護膜系不脫離，所述的非線性晶體薄片11的第一通光表面外設有 保護光學平片13。盡管結(jié)合優(yōu)選實施方案具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領域的技術人員應該明 白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細節(jié)上可以對 本發(fā)明做出各種變化，均為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
一種晶體器件，其特征在于在一非線性晶體薄片(11)的兩側(cè)的通光面處至少設有兩個平行的膜系面，基頻光以小角度入射進入該非線性晶體薄片(11)，其中，第一通光面處的第一膜系面在入射光區(qū)域(111)為增透介質(zhì)膜，其他區(qū)域(112)為高反介質(zhì)膜，第二通光面處的第二膜系面在出射光區(qū)域(125)為增透介質(zhì)膜，其他區(qū)域(124)為高反介質(zhì)膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體器件，其特征在于所述的第一通光面處的第一膜系面 是鍍于所述的非線性晶體薄片(11)的第一通光表面上，所述的第二通光面處的第二膜系面 是鍍于所述的非線性晶體薄片(11)的第二通光表面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的晶體器件，其特征在于所述的非線性晶體薄片(11)的第一 通光表面或者第二通光表面或者二個通光表面外設有保護光學平片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶體器件，其特征在于所述的第二通光面處的第二膜系面 與非線性晶體薄片(11)的第二通光面的距離L是可調(diào)節(jié)的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的晶體器件，其特征在于所述的第一通光面處的第一膜系面 是鍍于所述的非線性晶體薄片(11)的第一通光表面上，所述的第二通光面處的第二膜系面 是鍍于所述的非線性晶體薄片(11)的第二通光表面外一個與之平行設置的光學平片(12) 的一通光表面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的晶體器件，其特征在于所述的非線性晶體薄片(11)的第二 通光表面上鍍有增透介質(zhì)膜(113)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的晶體器件，其特征在于所述的光學平片(12)的另一通光表 面上鍍有增透介質(zhì)膜(126)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5或7所述的晶體器件，其特征在于所述的非線性晶體薄片(11) 的第一通光表面外設有保護光學平片(13)。
全文摘要
本發(fā)明涉及光學器件領域，尤其涉及一種光學晶體器件。本發(fā)明的晶體器件，具體是在一非線性晶體薄片的兩側(cè)的通光面處至少設有兩個平行的膜系面，基頻光以小角度入射進入該非線性晶體薄片，其中，第一通光面處的第一膜系面在入射光區(qū)域為增透介質(zhì)膜，其他區(qū)域為高反介質(zhì)膜，第二通光面處的第二膜系面在出射光區(qū)域為增透介質(zhì)膜，其他區(qū)域為高反介質(zhì)膜。本發(fā)明的晶體器件是一種能消除Walk-Off效應影響的晶體器件。
文檔編號G02B1/11GK101980073SQ20101051529
公開日2011年2月23日 申請日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
發(fā)明者任策, 吳礪, 林江銘 申請人:福州高意光學有限公司