一種用于提高和頻轉(zhuǎn)換效率的實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及紫外固體激光器領(lǐng)域，在工業(yè)領(lǐng)域和軍事領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著對(duì)紫外激光器應(yīng)用的不斷發(fā)展，對(duì)紫外激光器輸出能量的要求越來(lái)越高，同時(shí)要求激光器整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊。本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊的多通和頻結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)高和頻轉(zhuǎn)換效率的紫外激光輸出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、高轉(zhuǎn)換效率的多通和頻結(jié)構(gòu)。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種用于提高和頻轉(zhuǎn)換效率的實(shí)驗(yàn)裝置，該實(shí)驗(yàn)裝置為兩通和頻結(jié)構(gòu)或四通和頻結(jié)構(gòu);兩通和頻結(jié)構(gòu)包括矩形和頻晶體1、輸出反射鏡2、聚焦透鏡3、0度全反鏡4;兩片聚焦透鏡3對(duì)稱設(shè)置在矩形和頻晶體I的兩側(cè)，輸出反射鏡2設(shè)置在一片聚焦透鏡3—側(cè)，O度全反鏡4設(shè)置在另一片聚焦透鏡3—側(cè)。
[0005]四通和頻結(jié)構(gòu)包括矩形和頻晶體1、輸出反射鏡2、聚焦透鏡3、O度全反鏡4、45度全反鏡5;兩片聚焦透鏡3對(duì)稱設(shè)置在矩形和頻晶體I的兩側(cè)，兩片45度全反鏡5對(duì)稱設(shè)置在一片聚焦透鏡3的一側(cè)，通過(guò)兩片45度全反鏡5后的兩光路相平行;輸出反射鏡2、0度全反鏡4分別設(shè)置在另一片聚焦透鏡3的一側(cè)，輸出反射鏡2、0度全反鏡4分別與兩片45度全反鏡5的位置相對(duì)應(yīng)。
[0006]所述的和頻結(jié)構(gòu)是矩形和頻晶體I，基頻光和倍頻光通過(guò)矩形和頻晶體I產(chǎn)生紫外光。
[0007]所述的矩形和頻晶體I是LBO或BBO或CLBO或BIBO。
[0008]本實(shí)驗(yàn)裝置的入射光為1064nm基頻光和532nm倍頻光的混頻光。
[0009]所述的輸出反射鏡2為45度1064nm和532nm高反，355nm高透鏡。
[0010]所述的兩片聚焦透鏡3焦距相等，聚焦透鏡3到矩形和頻晶體I中心的距離等于聚焦透鏡的焦距。
[0011]所述的O度全反鏡4和45度全反鏡5為1064nm、532nm和355nm全反鏡。
[0012]本實(shí)驗(yàn)裝置的反射結(jié)構(gòu)由O度全反鏡4或45度全反鏡5組成，根據(jù)多通和頻次數(shù)需要選擇組成結(jié)構(gòu)和使用個(gè)數(shù)。
[0013]與現(xiàn)有和頻結(jié)構(gòu)相比，本發(fā)明有以下兩個(gè)優(yōu)點(diǎn):I)結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單，多通和頻結(jié)構(gòu)只有矩形和頻晶體、輸出反射鏡、兩片聚焦透鏡、O度全反鏡，45度全反鏡組成。2)和頻效率高，通過(guò)使用一對(duì)焦距相同的球面透鏡將每一通混頻光進(jìn)行壓縮，提高混頻光光功率密度，提高和頻轉(zhuǎn)換效率。通過(guò)調(diào)整組合全反鏡，使混頻光多次通過(guò)和頻晶體，提高和頻轉(zhuǎn)換效率。采用兩片和頻晶體成180度放置的方式補(bǔ)償多通和頻時(shí)的走離效應(yīng)。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明多通和頻結(jié)構(gòu)的一種兩通和頻結(jié)構(gòu)圖ο
[0015]圖2是兩片和頻晶體放置結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖3是本發(fā)明多通和頻結(jié)構(gòu)的一種四通和頻結(jié)構(gòu)圖。
[0017]圖中:1、矩形和頻晶體，2、輸出反射鏡，3、聚焦透鏡，4、O度全反鏡，5、45度全反鏡。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖1至圖3對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0019]參閱圖1，圖1是本發(fā)明多通和頻結(jié)構(gòu)的一種兩通和頻結(jié)構(gòu)圖。由圖1可見(jiàn)，本發(fā)明由矩形和頻晶體1、輸出反射鏡2、兩片聚焦透鏡3、0度全反鏡4組成。
[0020]所述的和頻結(jié)構(gòu)是矩形結(jié)構(gòu)的和頻晶體，基頻光和倍頻光通過(guò)矩形和頻晶體產(chǎn)生紫外光。
[0021 ] 所述的和頻晶體是LB0、BB0、CLB0、BIB0。
[0022 ] 所述的入射光為1064nm基頻光和532nm倍頻光的混頻光。
[0023]所述的兩片聚焦透鏡焦距相等，到和頻晶體中心的距離等于聚焦透鏡的焦距。使混頻光聚焦焦點(diǎn)位于和頻晶體中心附近。聚焦透鏡焦距大小，根據(jù)聚焦后的混頻光光斑和功率大小選擇，保證聚焦后的混頻光功率密度低于和頻晶體的損傷閾值。
[0024]所述的輸出反射鏡為45度1064nm和532nm高反，355nm高透鏡。
[0025]所述的O度全反鏡為1064nm，532nm和355nm全反鏡。
[0026]下面具體介紹圖1中混頻光的兩通和頻過(guò)程:混頻光由左側(cè)輸出全反鏡2后，經(jīng)聚焦透鏡3聚焦后進(jìn)入矩形和頻晶體1，其中，入射角度基本垂直于和頻晶體端面?；祛l光在和頻晶體內(nèi)聚焦并產(chǎn)生355nm紫外光，由右側(cè)出射1064nm、532nm、355nm光，通過(guò)右側(cè)聚焦透鏡3后三種波長(zhǎng)光被準(zhǔn)直，實(shí)現(xiàn)一通和頻。三種波長(zhǎng)光經(jīng)右側(cè)一片O度全反鏡4反射，通過(guò)右側(cè)聚焦透鏡3被聚焦到和頻晶體中心附近，經(jīng)左側(cè)聚焦透鏡3被準(zhǔn)直，實(shí)現(xiàn)二通和頻。三種波長(zhǎng)光經(jīng)左側(cè)輸出全反鏡2，分離出355nm紫外光。
[0027 ]兩片和頻晶體放置結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，兩個(gè)和頻晶體成180度放置，兩個(gè)和頻晶體分別的光軸之間的夾角相等。在第I個(gè)和頻晶體中倍頻光的能量傳播方向與基頻光的走離角與在第2個(gè)和頻晶體中產(chǎn)生的走離角大小相同，但卻分布在基頻光傳播方向的完全相對(duì)的兩側(cè)。因此基頻光通過(guò)通過(guò)兩個(gè)和頻晶體時(shí)，倍頻光首先在第I個(gè)和頻晶體中向下發(fā)生偏移，在第2個(gè)和頻晶體時(shí)又向上發(fā)生偏移，獲得了走離角補(bǔ)償
[0028]本發(fā)明多通和頻結(jié)構(gòu)的一種四通和頻結(jié)構(gòu)圖如圖3所示，混頻光由左側(cè)輸出全反鏡2后，經(jīng)聚焦透鏡3聚焦后進(jìn)入兩片矩形和頻晶體I，其中，入射角度基本垂直于和頻晶體端面?；祛l光在兩片和頻晶體I內(nèi)聚焦并產(chǎn)生355nm紫外光，由右側(cè)出射1064nm、532nm、355nm光，通過(guò)右側(cè)聚焦透鏡3后三種波長(zhǎng)光被準(zhǔn)直，實(shí)現(xiàn)一通和頻。三種波長(zhǎng)光經(jīng)右側(cè)兩片45度全反鏡5反射，再次通過(guò)右側(cè)聚焦透鏡3、兩片矩形和頻晶體I和左側(cè)聚焦透鏡3，實(shí)現(xiàn)二通放大。由左側(cè)O度全反鏡4，再次分別經(jīng)過(guò)左側(cè)聚焦透鏡3、兩片矩形和頻晶體I和右側(cè)聚焦透鏡3，實(shí)現(xiàn)三通和頻。三種波長(zhǎng)光經(jīng)右側(cè)兩片45度全反鏡5反射，再次通過(guò)右側(cè)聚焦透鏡3、兩片矩形和頻晶體I和左側(cè)聚焦透鏡3，實(shí)現(xiàn)四通和頻。四通和頻后的355nm紫外光經(jīng)輸出全反鏡2出射。
[0029]本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)緊湊的多通和頻結(jié)構(gòu)，提高混頻光光功率密度，提高和頻轉(zhuǎn)換效率。通過(guò)調(diào)整組合全反鏡，使混頻光多次通過(guò)和頻晶體，提高和頻轉(zhuǎn)換效率。采用兩片和頻晶體組合放置的方式補(bǔ)償多通和頻時(shí)的走離效應(yīng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于提高和頻轉(zhuǎn)換效率的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:該實(shí)驗(yàn)裝置為兩通和頻結(jié)構(gòu)或四通和頻結(jié)構(gòu);兩通和頻結(jié)構(gòu)包括矩形和頻晶體(I)、輸出反射鏡(2)、聚焦透鏡(3)、0度全反鏡(4);兩片聚焦透鏡(3)對(duì)稱設(shè)置在矩形和頻晶體(I)的兩側(cè)，輸出反射鏡(2)設(shè)置在一片聚焦透鏡(3)—側(cè)，O度全反鏡(4)設(shè)置在另一片聚焦透鏡(3)—側(cè)； 四通和頻結(jié)構(gòu)包括矩形和頻晶體(1)、輸出反射鏡(2)、聚焦透鏡(3)、0度全反鏡(4)、45度全反鏡(5);兩片聚焦透鏡(3)對(duì)稱設(shè)置在矩形和頻晶體(I)的兩側(cè)，兩片45度全反鏡(5)對(duì)稱設(shè)置在一片聚焦透鏡(3)的一側(cè)，通過(guò)兩片45度全反鏡(5)后的兩光路相平行;輸出反射鏡(2)、0度全反鏡(4)分別設(shè)置在另一片聚焦透鏡(3)的一側(cè)，輸出反射鏡(2)、0度全反鏡(4)分別與兩片45度全反鏡(5)的位置相對(duì)應(yīng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于提高和頻轉(zhuǎn)換效率的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:矩形和頻晶體(I)為和頻結(jié)構(gòu)，基頻光和倍頻光通過(guò)矩形和頻晶體(I)產(chǎn)生紫外光。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于提高和頻轉(zhuǎn)換效率的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的矩形和頻晶體(I)是LBO或BBO或CLBO或BIBO。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于提高和頻轉(zhuǎn)換效率的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:本實(shí)驗(yàn)裝置的入射光為1064nm基頻光和532nm倍頻光的混頻光。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于提高和頻轉(zhuǎn)換效率的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的輸出反射鏡(2)為45度1064nm和532nm高反，355nm高透鏡。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于提高和頻轉(zhuǎn)換效率的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的兩片聚焦透鏡(3)焦距相等，聚焦透鏡(3)到矩形和頻晶體(I)中心的距離等于聚焦透鏡的焦距。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于提高和頻轉(zhuǎn)換效率的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述的O度全反鏡(4)和45度全反鏡(5)為1064nm、532nm和355nm全反鏡。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于提高和頻轉(zhuǎn)換效率的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:本實(shí)驗(yàn)裝置的反射結(jié)構(gòu)由O度全反鏡(4)或45度全反鏡(5)組成，根據(jù)多通和頻次數(shù)需要選擇組成結(jié)構(gòu)和使用個(gè)數(shù)。
【專利摘要】一種用于提高和頻轉(zhuǎn)換效率的實(shí)驗(yàn)裝置，本發(fā)明為一種多通和頻結(jié)構(gòu)，具體為一種可以實(shí)現(xiàn)基頻光和倍頻光多次通過(guò)和頻晶體，提高和頻轉(zhuǎn)換效率的結(jié)構(gòu)裝置。多通和頻結(jié)構(gòu)包括矩形和頻晶體、輸出反射鏡、兩片聚焦透鏡、0度全反鏡，45度全反鏡。提高基頻光和倍頻光光功率密度，提高和頻轉(zhuǎn)換效率；通過(guò)調(diào)整組合全反鏡，使基頻光和倍頻光多次通過(guò)和頻晶體，提高和頻轉(zhuǎn)換效率。采用兩塊和頻晶體組合放置的方式補(bǔ)償多通和頻時(shí)的走離效應(yīng)。
【IPC分類】H01S3/108
【公開(kāi)號(hào)】CN105591274
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610099810
【發(fā)明人】王旭葆, 王澤宇, 宋冬冬, 牛霞
【申請(qǐng)人】北京工業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2016年2月23日