专利名称：非临界相位匹配倍频器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及激光领域，尤其涉及倍频器领域。
背景技术：
在激光领域，人们常通过非线性晶体获得短波长激光输出。对连续光多采 用腔内倍频方式，其结构较复杂，尤其所谓"绿光噪声"常使激光功率出现较 高噪声，而且对高功率连续光的腔内倍频，易损伤激光腔中的光学元件。如采 用腔外倍频方式，则要求对腔长严格控制，制作十分复杂，且连续光单次通过 非线性晶体，光-光转化效率^艮低。在小信号情况下，倍频效率与非线性晶体 长度成正比，但非线性晶体通常价格昂贵，同时尺寸很难做得很大。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型提出一种体积更小且结构简单的倍频器来解决。
本实用新型的技术方案是
非临界相位匹配倍频器是在非临界相位匹配晶体的入射光路处镀有基波光 增透膜层，出射光路处镀有倍频光或和频光增透膜层，其两侧的其他部分设有用 以将光束"Z"字型来回发射的基波光及倍频光或和频光反射膜层。
进一 步的，入射光路处的光进入非临界相位匹配晶体的入射角为该非临界 相位匹配晶体的非临界相位匹配角接受范围之内。
进一步的，方式一所述的基波光及倍频光或和频光反射膜层直接镀于非 临界相位匹配晶体上的两侧。
进一步的，方式二所述的基波光及倍频光或和频光反射膜层镀于平片上， 所述的平片再放置于非临界相位匹配晶体的两侧。进一步的，方式三所述的基波光及倍频光或和频光反射膜层镀于凹面片 上，所述的凹面片再放置于非临界相位匹配晶体的两侧。
进一步的，方式四所述的基波光及倍频光或和频光反射膜层镀于平片和 凹面片上，所述的平片放置于非临界相位匹配晶体的一侧，所述的凹面片放置于 一 一临界相位匹配晶体的另 一侧。
本实用新型的非临界相位匹配倍频器模块构成的光学结构是将多个所述的 非临界相位匹配倍频器于直线光路上的两两之间插入放置透镜和相位补偿器。 或者，将多个所述的非临界相位匹配倍频器于"Z"字型光路上的两两之间插入 放置凹面反射镜和相位补偿器。
本实用新型采用上述技术方案，具有相对原有倍频器更小的体积，且结构 简单合理的优势。可以广泛应用于需要激光倍频的领域。
图l是本实用新型的实施例一的示意图； 图2是本实用新型的实施例二的示意图； 图3 (a)是本实用新型的实施例三的示意图； 图3 (b)是本实用新型的实施例四的示意图； 图4 (a)是本实用新型构成的第一种光学结构的示意图； 图4 (b)是本实用新型构成的第二种光学结构的示意图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式
对本实用新型进一步说明。 非线性倍频晶体实现临界相位匹配时接受角通常很大，如LB0在1. 064 (im 实现非临界相位匹配时，其接受角为eQ= 260mrad,即15。。本实用新型的第一实施结构如图1所示，其中101为非临界相位匹配晶体， Sl面除A部分，S2面除B部分外其余表面镀基波光及倍频光或和频光反射膜。 A部分，即基波光入射处镀基波光增透膜S3; B部分，即倍频光出射处镀倍频光 或和频光增透膜S4。若入射光与反射光夹角为6 ，光束在同一反射面相邻光斑 中心距离为d，非线性晶体长度为L，则6 d/L。当6<<60,由于晶体101光轴 基本与反射面垂直，基波光在晶体101来回反射时，所产生基波光与倍频或和 频光的走离效应(work-off)可以忽略，从而可使基波光在非线性晶体101内多 次通过，这将大大延长倍频或和频晶体的等效长度。
图2的第二实施结构原理与图1的第一实施例类似，其中101为非临界相 .位匹配晶体，202、 203均为平面反射镜，同时对基波和高次谐波高反。平面反 射镜202置于平面反射镜201左端；平面反射镜203置于平面反射镜201右端。 平面反射镜202、平面反射镜203留有空间以使基波光入射和倍频光输出。由于 空气折射率约为1,所以可以近似认为基波光与倍频光或和频光不产生色散。
图3 (a)所示的第三实施结构的原理同图1的第一实施例或图2的第二实 施例。其中，101非临界相位匹配晶体，3021、 3022、……、302N为凹面反射
镜。由于凹面反射镜3021、 3022........ 302N的聚焦功能可使基波光不会不断
发散，采用这种结构可《吏激光束维持在较高功率密度。
图3 (b)所示的第四实施结构类似于图3 (a)所示的第三实施结构。其是
采用平面反射镜3031、 3032........ 303N和凹面反射4竟3021、 3022........ 302N
实现基波光多次通过非临界相位匹配晶体101，而光束不会4艮快发散。
图4 (a)所示的光学结构是本实用新型的应用方式，包括倍频器模块4011、 4012、 4013及4014，透镜顿l、 4042、 4043，位相补偿片4031、 4032、 4033。 其中倍频器模块可为单一倍频晶体，也可为如图1、图2或图3 (a)、图3 (b)所示的各种非临界相位匹配晶体实施结构。由于各倍频器间光路较长，空气色 散不可忽略，为使基波光与倍频或和频光进入下一级倍频器中相位保持一致，
本实用新型采用光学楔角片或晶体平片的位相补偿片4031、 4032、 4033调节 基波光与倍频光相位差，且各元件排列在同一方向上，这有利于光学的调整和 整体结构的简洁。
图4 (b)的第二种光学结构原理与图4(a)的第一种光学结构类似，包 括倍频器模块4011、 4012、 4013、 4014及4015,凹面反射镜4021、 4022、 4023 及4024，位相补偿片4031、 4032、 4033及4034。多个所述的非临界相位匹配 倍频器模块4011、 4012、 4013、 4014及4015于"Z"字型光路上的两两之间 插入》文置凹面反射4竟4021、 4022、 4023及4024和相位补偿器4031、 4032、 4033 及4034。本实用新型采用光学楔角片或晶体平片的位相补偿片4031、 4032、 4033及4034调节基波光与倍频光相位差，并采用凹面反射4竟4021、 4022、 4023 及4024使光束直径维持在所设计范围。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，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实用新型的精神和范围内， 在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
权利要求1.非临界相位匹配倍频器，其特征在于非临界相位匹配晶体(101)的入射光路处(A区)镀有基波光增透膜层(S3)，出射光路处(B区)镀有倍频光或和频光增透膜层(S4)，其两侧的其他部分设有用以将光束“Z”字型来回发射的基波光及倍频光或和频光反射膜层(S1和S2)。
2. 根据权利要求1所述的非临界相位匹配倍频器，其特征在于入射光路处(A 区)的光进入非临界相位匹配晶体(101)的入射角为该非临界相位匹配晶体(101)的非临界相位匹配角接受范围之内。
3. 根据权利要求1所述的非临界相位匹配倍频器，其特征在于所述的基波光及 倍频光或和频光反射膜层(Sl和S2 )直接镀于非临界相位匹配晶体(101) 上的两侧。
4. 根据权利要求1所述的非临界相位匹配倍频器，其特征在于所述的基波光及 倍频光或和频光反射膜层(S1和S2)镀于平片上，所述的平片再放置于非临 界相位匹配晶体(101)的两侧。
5. 根据权利要求1所述的非临界相位匹配倍频器，其特征在于所述的基波光及 倍频光或和频光反射膜层(S1和S2)镀于凹面片上，所述的凹面片再放置于 非临界相位匹配晶体(101)的两侧。
6. 根据权利要求1所述的非临界相位匹配倍频器，其特征在于所述的基波光及 .倍频光或和频光反射膜层(S1和S2)镀于平片和凹面片上，所述的平片放置于非临界相位匹配晶体(101)的一侧，所述的凹面片放置于非临界相位匹配 晶体(101)的另一侧。
7. 根据权利要求1-6任一所述的非临界相位匹配倍频器，其特征在于多个所述 的非临界相位匹配倍频器于直线光路上的两两之间插入放置透镜和相位补偿哭如o
8.根据权利要求1-6任一所述的非临界相位匹配倍频器，其特征在于多个所述 的非临界相位匹配倍频器于"Z"字型光路上的两两之间插入放置凹面反射镜 和相位补偿器。
专利摘要本实用新型涉及激光领域，尤其涉及倍频器领域。非临界相位匹配倍频器是在非临界相位匹配晶体的入射光路处镀有基波光增透膜层，出射光路处镀有倍频光或和频光增透膜层，其两侧的其他部分设有用以将光束“Z”字型来回发射的基波光及倍频光或和频光反射膜层。入射光路处的光进入非临界相位匹配晶体的入射角为该非临界相位匹配晶体的非临界相位匹配角接受范围之内。本实用新型采用上述技术方案，具有相对原有倍频器更小的体积，且结构简单合理的优势。可以广泛应用于需要激光倍频的领域。
文档编号G02F1/37GK201397438SQ20092013834
公开日2010年2月3日 申请日期2009年5月15日 优先权日2009年5月15日
发明者凌吉武, 卢秀爱, 砺 吴, 陈燕平 申请人:福州高意通讯有限公司