专利名称：在角度调谐过程中保持走离角补偿的新装置的制作方法
技术领域：
本发明属于非线性光学领域，特别是涉及一种实现二阶非线性光学相互作用的角度调谐过程中保持走离角补偿的新装置。
在二阶非线性光学的相互作用过程中，各波之间必须满足相位匹配才能获得高的转换效率。而在各种相匹配技术中，利用晶体中的双折射补偿色散是其中最常用的方法之一。然而，在具有双折射的晶体中光波的波矢与能流方向往往不一致(通称走离效应)，导致了晶体有效利用长度缩短，从而极大地降低了非线性光学的转换效率。双折射晶体中光波能流方向总是走离波矢方向而偏向折射率椭球的长轴，因此采用两块切角相同而光轴呈镜面对称的晶体就能补偿走离效应，使得能流与波矢重新走到一起。在实际运用中往往需对不同入射波长的相互作用过程实现相匹配，因此必须调节晶体的角度，才能在不同的入射波长情况下实现匹配，这样在上述技术中就要求两块晶体转动相同的角度量并保持光轴呈镜面对称。
在US5136597A专利文献中只叙述了走离角的补偿原理，却未涉及其具体机构。在文献“High-efficiency and narrow-linewidth operation of a two-crystal β-BBO opticalparametric oscillator”W.R.Bosenberg，et al.，Appl.Phys.Lett.，vol.55(19)(1989)中公开了采用两块分立而光轴呈镜面对称的晶体串接成一线排布，两块晶体置于两个反向同步转动的转台上的机构。由于晶体相匹配的角接受宽度往往很小，所以实际应用中对转台的同步精度要求很高(有时需达到秒级精度)。该机构的优点是能在两级中选不同长度的晶体，从而可进行非线性光学中的最佳参数配比设计，且输入与输出光在空间上是自然分开的。而缺点是两转台间的同步传动机构的设计加工精度要求比较高。在文献“Bro-adly tunable picosecond pulses generated in a β-BBOoptical parametric amplifier pumped by 0.532μm pulses”X.D.Zhu，et al.，Appl.Phys.Lett.，Vol.61(13)1490(1992)中报道了光参量产生(OPG)级所采用的机构，其特点是两次的非线性作用过程在同一块晶体中实现，机构上通过一反射镜第一次通过和第二次通过晶体的光路呈镜像反演对称，自动实现走离角的补偿。由于使用同一块晶体，所以不存在同步转动机构的精密加工上的困难。但其缺点是无法改变光第二程通过晶体时的晶体长度，从而无法实现非线性光学中的最佳配比设计，而且输入光与输出光在空间上是混在一起的，同时，强的入射光还会部分反射回激光器，影响激光器的工作。
本发明的目的就在于设计一种新的装置，使两次非线性作用过程在不同块晶体中实现，从而既能达到非线性光学中的最佳配比设计，又能使入射光与出射光在空间上分开，同时还可避免制作高精度的反向同步转动转台的困难。
本发明注意到了说明书所引用的背景技术文献中的光路的共同点，即光路中光线第一程与第二程通过晶体的时候光路呈镜面反演对称，从而提出了本发明的技术方案是采用3或3以上奇数个反射镜面4进行反射，就能保证光第一程与第二程通过晶体时光路呈镜面反演对称，同时又能使第一程与第二程光路在空间层次上分开并折回至同一处。这样，我们就可用同一个转台1转动两块晶体2和3，使第一程光通过第一块晶体2后，经奇数次反射，折回至同一转台上的第二块晶体3时，两程的光路能保持镜面反演对称，从而实现本发明的目的。
与
背景技术：
相比，用本发明所设计的新装置的有益效果在于，避免了加工高精度反向同步转台的困难，从而极大地降低了加工成本；还能实现非线性光学最佳配比设计，从而获得更高的转换效率；同时克服了入射光与出射光在空间上混在一起以及入射光会部分反射回激光器的弱点。
附图
是本发明装置及其保持走离角补偿的示意图。
下面结合附图对实现发明的最好方式作进一步说明将两块用于两不同级非线性相互作用过程的晶体2和3安装在同一个旋转调节台1上，两晶体均沿转台的轴向并在空间上有层次地安装；同时采用一个入射面镀有增透膜的角锥反射器作奇数次反射折光系统4，该系统使得通过第一块晶体2的光折回到旋转调节台1上的第二块晶体3，并保证了两次通过晶体的光路呈镜面反演对称。这样，在角调谐的过程中，只要初调试好，两块晶体的角度在以后任意量的调谐过程中均能精密同步，从而可实现最佳参数配比设计并使输入与输出光在空间上是自然分开的，同时避免了加工两台转台同步机构的困难。以倍频为例，采用本装置，晶体的有效作用长度可以由走离角所限的临界长度增加至两倍的临界长度，从而使非线性转换效率提高四倍左右。
权利要求
1.一种在角度调谐过程中保持走离角补偿的新装置，由旋转调节台(1)、非线性光学晶体(2)和(3)、以及奇数个反射镜面(4)组成，其特征在于非线性光学晶体(2)和(3)被安装在同一个旋转调节台(1)上，两晶体都沿转台的轴向并在空间上有层次的安装；同时采用3或3以上奇数个反射镜面(4)对光路进行折回。
2.如权利要求1所述的保持走离角补偿的新装置，其特征在于奇数个反射镜面(4)可以用一个入射面镀有增透膜的角锥反射器来代替。
全文摘要
一种在角度调谐过程中保持走离角补偿的新装置,由旋转调节台(1)、非线性光学晶体(2)和(3)、以及奇数个反射镜面(4)组成。其中,非线性光学晶体(2)和(3)被安装在同一个旋转调节台(1)上,两晶体都沿转台的轴向并在空间上有层次的安装,同时采用3或3以上奇数个反射镜面(4)对光路进行折回。该装置避免了加工高精度反向同步转台的困难,还能实现非线性光学最佳配比设计,同时克服了入射光与出射光在空间上混在一起以及入射光会部分反射回激光器的弱点。
文档编号G02F1/35GK1170146SQ96103658
公开日1998年1月14日 申请日期1996年4月10日 优先权日1996年4月10日
发明者毛宏伟, 谢发利, 陈金华 申请人:中国科学院福建物质结构研究所