专利名称：激光发生装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于产生激光的激光发生装置，通过将基本激光从外引导至光谐振器或在光谐振器内产生基本激光，该激光具有由非线性光学晶体转变的波长。
由于光谐振器内的激光功率密度高，希望波长能有效转换。在已知的用于激光发生装置的光谐振器中有外部谐振型二次谐波发生器(SHG)和内部谐振型SHG。
内部揩振型SHG的结构为激光媒质和非线性光学晶体安置在一光谐振器内，通过在由激光媒质产生的基本激光和由非线性光学晶体产生的二次谐波激光之间满足相位匹配条件就能实现波长有效转换。
外部谐振型SHG的结构为非线性光学晶体安置在与产生基本激光的激光谐振器分离的二次光谐振器内，通过在二次谐振器内基本激光的谐振完成将波长转换成二次谐波。
这种外部谐振型SHG中，通过将表示光谐振器的谐振锐度的finnes值(Q值)设定成如10～1000的一个大值就能使光谐振器内的功率密度比入射光的功率密度增加数百倍，从而通过光谐振器的非线性光学晶体提高了波长转换的效率。
图8A和8B为外部谐振型SHG的结构图。更具体地说，图8A表示使用Z形环光谐振器的例子，图8B表示使用三角形环光谐振器的例子。参考图8A，光谐振器有4个以所谓的蝴蝶结形状布置的反射镜M1～M4，谐振器的光轴相互交叉，非线性光学晶体50位于两个反射镜M1和M2之间。从外部激光装置发出的基本激光F通过反射镜M4传入光谐振器的内部进行谐振。在通过非线性光学晶体50后，基本激光转变为二次谐波，该二次谐波由两个反射镜M2和M3反射并作为二次谐波激光S从反射镜M3放出。
参考图8B，光谐振器结构为三个反射镜M1～M3的布置使得光谐振器的光轴形成三角形，而非线性光学晶体50位于两个反射镜M1和M2之间。从外部激光装置发出的基本激光F通过反射镜M1传入光谐振器的内部进行谐振。在通过非线性光学晶体50后，基本激光F转变为二次谐波，并作为二次谐波激光S从反射镜M2向外放出。
在提高光谐振器的finnes值的此方式中，最好将反射镜的数量减至最小以抑制激光在反射镜的损耗，使之尽可能少。如图8B所示的反射镜M3由于入射光的大入射角趋于降低入射光的反射系数，结果降低了光谐振器的finnes值。尤其在产生紫外光谱谐波的情况下，由于降低了非线性光学晶体的非线性常数，因此波长转换的效率降低。从而，如图8A所示的由4个反射镜构成的高finnes值环形谐振器常用作产生紫外线的光谐振器。
另一方面，非线性光学晶体的波长转换效率与基本激光F的功率密度成正比增加。因此非线性光学晶体50位于功率密度最大处的光束中部。
此外，非线性光学晶体中的相位匹配条件象取决于相位匹配条件的大接受角一样也很重要。当形成非临界相位匹配，即非线性光学晶体的光轴与激光的光程一致时，接受角达到最大值。定位非线性光学晶体，从而通过高精度装配和调节相应部件实现这样的非临界相位匹配是理想的但几乎不能实现的。一般地，临界相位匹配方案可应用于从晶轴的给定角度范围内形成相位匹配。然而这样的临界相位匹配在容差方面是不适宜的。而且，相位匹配的容差将在光程的两个垂直方向之间变化。
例如，非线性光学晶体在通过波长转换从主要波长500nm的基波产生紫外光谱的二次谐波中达到非临界相位匹配并不为人所知。一般而言，β-硼酸钡(BBO)晶体用作临界相位匹配模式之一的角相位匹配的非线性光学晶体。
详细解释角相位匹配。当基波沿水平方向入射BBO晶体时，BBO晶体的C轴在水平面上延伸达到相位匹配。在基波的光程位于的垂直平面和水平面上有两个接受角。假定从532nm波长的基波以I型相位匹配产生二次谐波，离BBO晶体C轴的φ方向上的容差(晶体长度和接受角的结果)为0.6(deg°cm)，比垂直于φ方向的θ方向上的容差0.016(deg°cm)要大得多。即使激光通过比θ方向的接受角要大的角度聚焦，波长转换效率也几乎没有提高。因此，在θ方向上可适度地聚焦激光，使得其聚焦角比接受角要小。
图9A至9D为激光聚焦图。更准确地说，图9A和9B分别为一聚焦图的θ平面和φ平面的横截面图，图9C和9D分别为另一聚焦图的θ和φ平面的横截面图。如图9所示，实线P表示激光光束的强度由其最大值衰减至e-2(e为自然对数的基数)的位置分布。此外，虚线Q为光束分布的渐近线，实线R表示接受角范围。
在高斯光束强度分布表示常规分布情况下，在聚焦角与光束中部的直径存在一定关系。假定在中心线和渐近线之间的聚焦角或开口半角为α，光束中部直径为ω，激光波光为λ，折射率为n，建立下列等式。
α＝λ/(π·ω·n)……(1)通常在非线性光学晶体的c轴上在θ方向的接受角δθ与φ方向的接受角δφ相互不同。在接受角δφ比如图9A和9B所示的接受角δθ大的情况下(δφ＞＞δθ)，当使用轴对称激光时，聚焦角α2基本上与图9B的φ平面上的接受角δφ一致，因而获得有效的波长转换。然而，由于聚焦角α1比图9A的θ平面上的接受角δθ大得多，只有在接受角δθ范围内的部分激光参与波长转换。因此从非线性光学晶体发出的合成二次谐波的远场图是一沿θ方向延伸、波长转换效率低的近椭圆形。
另一方面，如图9C和9D所示，当通过适当聚焦激光将光束中部直径W3设定成大，以致于θ方向的聚焦角α3小时，聚焦角α3基本上与接受角δθ一致。结果在两个平面上将保持高的波长转换效率。
通过在一方向上集中聚焦和在垂直该方向的另一方向上适当聚焦可容易实现如图9C和9D所示分布的激光。这能够使用由球形凹透镜和柱面透镜组成的光学聚集系统(“应用物理，Vol.61，No.9，P.931，1992)。
图10为现有激光发生装置例子的结构图。它在上述参考文献中公开，氩离子激光光谐振器由内充氩离子的等离子体管51和两个反射镜52和53组成。光谐振器含有用于波长转换的非线性光学晶体或BBO晶体54，以产生从反射镜53向外发出的二次谐波激光S。
另外，设有用于控制BBO晶体54中的激光聚焦状态的球形透镜57和两个柱面透镜55和56。
球形透镜57在垂直和平行于图10的纸面的两个平面上具有会聚能力，柱面透镜55和56只在平行于纸平面的平面上有会聚能力。相应地，使光束中部直径和激光聚焦角在相互正交的两平面之间不同的这样的聚集状态可在BBO晶体54上得以实现。
然而，如图10所示，例如光谐振器中的聚焦透镜这样的光学部件的配置会引起激光损耗增大，结果使得谐振器的finnes值显著降低，导致波长转换效率减小。另一方面，如非线性光学晶体的接受角在两个相互正交的平面之间不同，不使用额外光学装置很难适当保持激光的聚焦状态。
本发明的目的是提供能使谐振器内的损耗最小化以使波长转换高效率的激光发生装置。
本发明提供一激光发生装置，包括具有至少一对反射装置的光谐振器和安置在光谐振器内的非线性光学晶体，该装置用于将基本激光导入光谐振器，使得基本激光产生谐振作用，以产生波长由非线性光学晶体转换的激光，其中非线性光学晶体有一对输入和输出侧，它们相对安置但互不平行，并且相对于光传播轴斜置。
按本发明，非线性光学晶体的输入和输出侧相对于光传播轴斜置，因此允许非线性光学晶体中相互正交的两个方向上的基本激光的聚焦条件不同。这就保证了在光谐振器中不用额外光学装置就能使非线性光学晶体中的激光最佳聚焦，并抑制了光学谐振器内的损耗。当非线性光学晶体的输入和输出侧相互不平行布置时，在分别沿包括光传播轴的平面剖开的输入和输出侧的两个交叉线之间的角度最好在10°～160°范围内。
本发明提供一激光发生装置，包含一光谐振器，它具有至少一对反射装置和非线性光学晶体的组合以及安置在光谐振器内的激光媒质，该装置用于将激发激光媒质的激发光从外面导入光谐振器，通过激光媒质在光谐振器内产生基本激光，并进一步产生其波长由非线性光学晶体转换的激光，其中非线性光学晶体有一对互为对置但不平行的输入和输出侧，并且相对于光传播轴斜置。
按本发明，采用这样的内部谐振型结构使得激光媒质位于光谐振器内，通过来自外部半导体激光器的激发光在光谐内产生基本激光，从而又对基本激光进行波长转换。相应地达到高转换效率。从半导体激光器输出的光是激发激光媒质的激发光的一个例子。
此外，非线性光学晶体的每个输入和输出侧相对于光传播轴斜置，因此允许非线性光学晶体的相互正交的两个方向上的基本激光的聚焦条件相互不同。这就保证在光谐振器中不用额外光学装置就能使非线性光学晶体上的激光最佳聚焦，并抑制了在光谐振器内的损耗。当非线性光学晶体的输入和输出侧互不平行设置时，在分别沿包括光传播轴的平面剖开的输入和输出侧的两个交叉线之间的角度最佳范围为10°～160°。
在本发明中入射至非线性光学晶体的基本激光最好设定成使光束中部形成一椭圆形截面，并使得包括基本激光的入射方向和垂直于非线性光学晶体的输入和输出侧的方向的平面与非线性光学晶体中相位匹配的接受角小的方向基本平行。
这能使基本激光的聚焦角等于或小于非线性光学晶体的接受角，从而大部分基本激光用于波长转换，结果实现波长转换高效率。
本发明中非线性光学晶体的输入和输出侧相对于光传播轴最好以Brewster角斜置。
这能使基本激光的偏振分量没有损耗通过非线性光学晶体的输入和输出侧，因而提高谐振器的finnes值同时，输入和输出侧无需涂覆抗反射涂层，因而降低生产整体成本。
本发明中光谐振器最好是折叠的、入射方向与反射装置上的反射方向一致的谐振器。
按本发明，光谐振器包括最少量的反射装置，因此提高了finnes值，并提供了高速率转换效率。
本发明中光谐振器最好是环形的、入射方向与反射装置上的反射方向不一致的谐振器。
按本发明，光谐振器包括最少量反射装置，因而提高finnes值，并提供高速率转换效率。
本发明中光谐振器最好是环形谐振器，有穿过非线性光学晶体延伸的第一光传播轴和未穿过非线性光学晶体延伸的第二光传播轴，两轴位于第一和第二反射装置之间。
按本发明，环形谐振器只包含两个反射装置，因而提高finnes值，并提供高速率转换效率。
本发明中，光谐振器最好是环形谐振器，其中基本激光以斜角入射于非线性光学晶体的输入和输出侧，从而修正它的象散。
按本发明，基本激光倾斜进入非线性光学晶体的输入和输出侧，从而使激光的象散减至最小，并在非线性光学晶体中获得激光的最佳聚焦条件。
本发明中非线性光学晶体最好是CsLiB6O10(硼酸锂铯)。
按本发明，将以高速率的转换效率进行波长转换。
本发明中非线性光学晶体最好是BBO(β-硼酸钡)。
按本发明，将以高速率的转换效率进行波长转换。
以下详细解释本发明的原理。
图1为折叠谐振器的例子的结构图。折叠谐振器由以线性关系布置的两个反射镜1和2及配置在谐振器内的非线性光学晶体3构成。非线性光学晶体3以梯形形成，这样一对相互相对的输入和输出侧相对于光传播轴斜置。因此光传播轴在每侧折射。同时，入射方向与构成折叠谐振器的两个反射镜1和2上的反射方向一致，基本激光从外部激光源沿光传播轴传入光谐振器。
当激光通过非线性光学晶体3的输入和输出侧时，这样的结构能控制光束直径和沿光传播轴传播的激光的入射平面(平行于图1纸面的Y-Z平面)上的聚焦角。例如，使入射平面与非线性光学晶体3的接受角限定于小角度的平面相一致，从而提高了波长转换效率。
同时，非线性光学晶体的输入和输出侧相对于光传播轴以斜角斜置，从而允许输入和输出侧的反射偏离光传播轴，防止了返回光束回到外部激光源，因此保持了其稳定功能。
图2为环形谐振器一个例子的结构图。环形谐振器由两个反射镜1和2及安置在谐振器内的非线性光学晶体3组成。在两个反射镜1和2之间有穿过非线性光学晶体3延伸的第一光传播轴和未穿过非线性光学晶体3延伸的第二光传播轴。
非线性光学晶体3以梯形形成，这样互为对立的一对输入和输出侧相对光传播轴斜置。谐振器的第一光传播轴在每侧折射。基本激光从外部激光源沿第一或第二光传播轴传入光谐振器。
当激光通过非线性光学晶体3的输入和输出侧时，这样的结构能控制光束直径及沿第一和第二光传播轴传播的激光的入射平面(平行于图2纸面的Y-Z平面)上的聚焦角。例如，入射平面与非线性光学晶体3的接受角限定于小角度的平面相一致，从而提高了波长转换效率。
同时非线性光学晶体相对第一光传播轴以斜角斜置，从而使输入和输出侧的反射偏离第一光传播轴，防止了返回光束回到外部激光源，保持其功能稳定。
如所述，光谐振器由至少两个反射镜1和2及非线性光学晶体3以具有高finnes值的最小数目部件的方式构成，从而有助于压缩尺寸和装置的高效波长转换。
图3为激光在晶体表面折射的示意图。当基本激光F以与法线N的入射角θ1进入非线性光学晶体3的表面3a时，根据snell定律光束以与法线N的折射角θ2折射。
现假定入射平面限定成包括基本激光F的入射方向和非线性光学晶体3表面3a的法线N的Y-Z平面，入射侧对应介质的折射率为n1，非线性光学晶体3的折射率为n2，进入前基本激光F的光束半径为W1，进入后基本激光F的光束半径为W2，通过与入射平面相一致的表面3a的激光F的光束分布确立如下等式n1·sinθ1＝n2·sinθ2……(2)2·W2＝2·W1·(cosθ2/cosθ1)…(3)然而，在垂直于入射平面的平面上的光束半径在折射前后没有变化。因此通过倾斜入射激光可改变入射平面上的光束半径。
当激光是完全平行光束时可得到以上结果。由于衍射效应实际上的激光看作有光束中部的高斯光束，其分布由光矩阵精确表示。
图4为图2所示环形谐振器内非线性光学晶体中的光束半径计算结果的图表。横轴表示两个反射镜1和2之间的距离，纵轴为晶体中心的光束半径，这里非线性光学晶体3是晶体长度5mm的BBO晶体，与非线性光学晶体3之间入射角θ1是70°，反射镜1和2的曲率半径是10mm，反射镜1和2的倾斜角是10°。入射平面(Y-Z平面)的光束半径由实线表示，而垂直于入射平面的竖直平面(Z-X平面)上的光束半径由虚线表示。
鉴于由于反射镜1和2的倾斜在Y-Z平面和Z-X平面之间有效曲率半径不同，算出半径值，因而导致改变谐振器条件和在Y-Z和Z-X平面之间的光束半径的象散。
从图4中显而易见，在Y-Z平面上光束半径下降约60μm而在Z-X平面上下降约30μm。前者几乎比后者大二倍。所以，按等式(1)Y-Z平面上聚焦角与Z-X平面上的相比减小几乎一半。
当入射平面基本上与使非线性光学晶体中相位匹配的接受角最小化的方向平行布置时，大部分基本激光F用于波长转换，因而提高了转换效率。
此外，非线性光学晶体的输入和输出侧涂覆抗反射涂层，因而使光学损耗最小。输入和输出侧相对光传播轴以Brewster角斜置，因而无需涂覆就抑制光学损耗。特别是，希望当在互为正交的两个方向上非线性光学晶体的接受角不同时，用于以Brewsfer角提供无反射折射的偏振方向与使接受角最小化的方向相一致。由于基本激光的偏振方向与使接受角最小化的方向不一致，BBO晶体最好具有抗反射涂层。
参考附图，下面详述本发明的其它及进一步的目的、特征和优点，其中图1为折叠谐振器的结构图；图2为环形谐振器的结构图；图3为激光在晶体表面折射的示意图；图4为图2所示环形谐振器中非线性光学晶体上的光束直径的计算结果图；图5为本发明的第一实施例的结构图；图6为本发明的第二实施例的结构图；图7为本发明的第三实施例的结构图；图8A和8B描述了外部谐振型SHG中现有激光发生装置的结构，图8A涉及Z-环形谐振器，而图8B涉及三角-环形谐振器；图9A至9D为激光聚焦状态的示意图，图9A和9B分别是在一定聚焦状态的θ平面和φ平面的横截面图，图9C和9D分别为另一聚焦状态的θ平面和φ平面的横截面图；图10为现有激光发生装置的一个例子的结构图。
现参考附图，下面将描述本发明的优选实施例。
第一实施例图5为本发明的第一实施例的结构图。在该实施例中，所述例子为波长532nm绿激光传入环形外部谐振型SHG，在这里转换为紫外光谱中波长266nm的激光。
该实施例的激光发生装置包括一光谐振器，光谐振器由两个反射镜1和2及安置在光谐振器内的非线性光学晶体3构成。通过非线性光学晶体3延伸的第一光传播轴和偏离非线性光学晶体3的第二光传播轴位于两反射镜1和2之间。
非线性光学晶体3制成梯形，具有一对相对于第一光传播轴斜置的光输入和光输出侧3a和3b。当非线性光学晶体3为-BBO晶体时，切割晶体使得相对于晶体C-轴以极坐标形式在θ＝47.43°和φ＝90°的方向与光传播轴(第一光传播轴)相一致，安置晶体使得θ方向在图5的纸平面(Y-Z平面)内。
切割并光学抛光非线性光学晶体3，使得晶体3的顶及底侧平行第一光传播轴，并使在底侧与输入和输出侧3a、3b之间的底角是β＝58°。定向晶体3使得在输入和输出侧3a，3b上的入射角γ为70°，输入和输出侧3a，3b涂覆抗反射涂层以在入射角γ＝70°使波长532nm的所有分量通过。同时，非线性光学晶体3可上下移动地安置(沿Z轴方向)，可任意改变谐振器的光程长度。
非线性光学晶体3安置在例如Peltier设备的温控装置(未示出)上，该装置通过热控制提供相位匹配。
反射镜1和2为曲率半径10mm的凹面镜。反射镜1两侧均涂覆有对波长532nm的基本激光F反射率99.0％的涂层。同样，反射镜2两面均涂覆有涂层，该涂层对波长532nm的反射率为99.99％以及对波长266nm的传递系数为85％。用于传导基本激光F的反射镜1的反射率比反射镜2的要低些，这是为了给最佳波长转换提供谐振器的光阻匹配。
外部激光器20由一内部谐振型SHG构成，它包括NdYVO4晶体激光媒质和充当非线性光学装置的磷酸氧化钛钾(KTP，KTiOPO4)。外部激光器20发出波长532nm、功率100mw的基本激光F。
基本激光F通过半波板10，其偏振方向垂直纸平面(X-轴方向)，然后由聚焦透镜11将基本激光F会聚为如图2所示的希望图形，基本激光F沿第一光传播轴通过反射镜1进入光谐振器。
进入光谐振器的基本激光F在两个反射镜1和2之间来回反射和谐振，并由非线性光学晶体3转换成波长266nm的二次谐波。在反射镜2后面配置的是一调节器30，即一压电器件，用于精确控制反射镜2的定位，使光谐振器的谐振频率与基本激光F的纵模频率一致，从而得到更高水平的光学谐振。
当基本激光F倾斜照在非线性光学晶体3的输入和输出侧3a、3b上时，在非线性光学晶体3的入射平面上的聚焦角小。同时，入射平面与形成较小接受角的方向一致，从而基本激光F的大多分量能进行波长转换。
从非线性光学晶体3发出的二次谐波激光S通过反射镜2，然后向外传输。
第一实施例证明了二次谐波激光S的远场图形大约为圆形，其输出强度与现有装置相比基本上为两倍。第二实施例图6为本发明的第二实施例的结构图。在该实施例中，波长532nm的绿激光传入线性外部谐振型SHG，用于产生紫外光谱中波长266nm的激光。
第二实施例的激光发生装置包括由一对反镜1和2及安置在谐振器内的非线性光学晶体3构成的折叠式光谐振器。在两个反射镜1和2之间有单一光传播轴，基本激光F在非线性光学晶体3中的聚焦如图1所述调节。折叠谐振器可产生并同轴地直接返回光束到外部激光器20。为补偿起见，提供光隔离器12用于断开返回光束及防止外部激光器20的模型跳变。其它部件和配置与图5所示类似，不再详述。
第二实施例也证明了通过非线性光学晶体3从基本激光F转换的二次谐波激光S有一远场图形，它比现有的要圆些，且其输出强度基本上为2倍。第三实施例图7为本发明第三实施例的结构图。在该实施例中，波长809nm激发光传入用于产生波长1064nm的基本激光的环形内部谐振型SHG，并从基本激光转换成波长532nm的绿激光。尤其是，产生绿激光的光学晶体之一是KTP晶体，当输出增大时，它可能会导致如灰色踪迹的损坏。反之，BBO晶体很少引起灰色踪迹，其耐损坏性高。然而由于其光离散角大，BBO晶体不实用，当以现有配置方式其输入和输出侧垂直光传播轴时，输出分布就成为不希望的椭圆形。本实施例试图采用像BBO晶体的晶体，它具有高抗损坏性并提供可操作程度的角相位匹配。
参考图7，第三实施例的激光发生装置包括一环形光谐振器，它含有由一对反射镜1和2及非线性光学晶体3与配置在谐振器内的激光媒质4的组合。在两个反射镜1和2之间有一对分别穿过非线性光学晶体3和激光媒质4的第一和第二光轴。
非线性光学晶体3由梯形形成，有一对相对于光传播轴斜置的光输入和输出侧3a和3b。当非线性光学晶体3是BBO晶体时，切割晶体使得相对于晶体C-轴以极坐标形式θ＝28.8°和φ＝90°的方向与光传播轴(第一光传播轴)一致，安置晶体使得θ方向位于图7的纸平面(Y-Z平面)内。
切割并光学抛光非线性光学晶体3，使得晶体3的顶和底侧与第一光传播轴平行，在底侧与输入和输出侧3a，3b之间的底角β为58°。定位晶体3使得在输入和输出侧31a，3b上的入射角γ＝70°。输入和输出侧3a，3b涂覆抗反射涂层，以在入射角γ＝70°使波长1064nm的所有分量通过。同时，非线性光学晶体3可上下移动地安置(沿Z轴方向)，以任意改变谐振器的光程长度。
非线性光学晶体3安置在例如Peltier装置的温控设备(未示出)上，通过热控制提供相位匹配。
激光媒质4由掺有1％Nd的NdYAG晶体构成，且其光输入和输出侧垂直于光轴。此外，设有磁场产生器(未示出)，即永久磁铁，提供与第二光传播轴平行的磁场H给激光媒质4。磁场H导致环形谐振器内单向谐振。
反射镜1和2为曲率半径20mm的凹面镜。每个反射镜两侧均涂覆一种涂层，该涂层对波长810nm的激发光的传递系数为95.0％，对波长1064nm的基本激光F的反射率为99.9％，对波长532nm的二次谐波激光S的传递系数为95％。
用于产生波长810nm的激发光E来激发激光媒质4的半导体激光器40配置在光谐振器外部。激发光E传入光谐振器，其光传播轴与第二光传播轴一致。半导体激光器40可位于第二光传播轴延伸的一端，或处在第二光传播轴的两端，以增加供给激光媒质4的激发光E的强度。用于在激光媒质4中更高会聚激发光E的聚焦透镜11也配置在半导体激光器40的出口。
现描述该工作过程。从半导体激光器40发出的激发光E通过反射镜1，传入光谐振器，进入激光媒质4。激光媒质4被激发光E所激发产生增益。结果，在环形谐振器的两个反射镜1和2之间产生基本激光F。此时，由于激光媒质4上的磁场只允许单向谐振(图7的顺时针)。
当基本激光F在光学谐振器中已被增强时，它由非线性光学晶体3转换成二次谐波激光S，然后从反射镜2向外放出。
相应地，在第三实施例中证明了绿激光的远场图形比晶体的输入和输出侧垂直于光传播轴的现有装置的图形要更圆些，因而增大了输出强度。此外，装置应用了抗损坏性高的如BBO那样的晶体，从而改善耐久性和可靠性，可用作较长寿命的短波长激光源。
尽管两个相对侧倾斜的BBO晶体在整个说明实施例中用作非线性光学晶体3，其它非线性晶体如CsLiB6O10(硼酸锂铯，CLBO)也能同样成功应用。
不脱离本发明精神或必要特征可以其它特定方式实施本发明。本实施例各方面只作示意说明而非限制性的，本发明的权限范围不是由前面的描述而由附属权制要求来表明，在等同权利要求的意思和范围之内的任何变化都包含在其中。
权利要求
1.激光发生装置，包含具有至少一对反射装置的光谐振器；及设在光谐振器中的一非线性光学晶体，该装置用于将基本激光传入光谐振器，使基本激光发生谐振作用，产生其波长由非线性光学晶体转换的激光，其中非线性光学晶体有一对互为相对但互不平行布置的输入和输出侧，并且输入和输出侧相对于光传播轴斜置。
2.激光发生装置，包含具有至少一对反射装置和一非线性光学晶体组合的光谐振器；及设在光谐振器中的激光媒质，该装置用于将激发激光媒质的激发光从外面传入光谐振器，由激光媒质在光谐振器内产生基本激光，更进一步产生其波长由非线性光学晶体转换的激光其中非线性光学晶体有一对互为相对但互不平行布置的输入和输出侧，它们相对于光传播轴斜置。
3.如权利要求1或2的激光发生装置，其中设定在非线性光学晶体中入射的基本激光，使得光束中部呈椭圆形横截面，并使得包括基本激光的入射方向和垂直于非线性光学晶体的输入和输出侧的方向的平面基本上与非线性光学晶体中相位匹配的小接受角的方向平行。
4.如权利要求1-3的任一个的激光发生装置，其中非线性光学晶体的输入和输出侧相对于光传播轴以Brewster角斜置。
5.如权利要求1-3的任一个的激光发生装置，其中光谐振器是折叠谐振器，其中入射方向与反射装置上的反射方向一。
6.如权利要求1-3的任一个的激光发生装置，其中光谐振器是环形谐振器，其中入射方向与反射装置上的反射方向不一致。
7.如权利要求1-4的任一个的激光发生装置，其中光谐振器是环形谐振器，谐振器有穿过非线性光学晶体延伸的第一光传播轴和未穿过非线性交光学晶体而延伸的第二光传播轴，两轴位于第一和第二反射装置之间。
8.如权利要求4，6和7的任一个的激光发生装置，其中光谐振器是环形谐振器，其中基本激光以斜角入射到非线性光学晶体的输入和愉出侧，以便于修正其象散。
9.如权利要求1至8的任一个的激光发生装置，其中非线性光学晶体是CsLiN6O10(硼酸锂铯)。
10.如权利要求1至8的任一个的激光发生装置，其中非线性光学晶体是BBO(β-硼酸钡)。
全文摘要
使谐振器内损耗最小并有高波长转换效率的激光发生装置,其谐振器有线性配置的反射镜1和2及设在谐振器内的非线性光学晶体3。晶体3形成梯形,使一对相对的输入和输出侧对光传播轴斜置。基本激光沿传播轴导入光谐振器,由晶体3转换成二次谐波,并从反射镜2向外释放。激光通过晶体3的输入和输出侧时,可调节光束直径和光入射面(Y－Z面)上的聚焦角。可使入射面与晶体3的接受角限定为小角度的面一致,以提高波长转换效率。
文档编号G02F1/35GK1176508SQ97114869
公开日1998年3月18日 申请日期1997年6月5日 优先权日1996年6月5日
发明者七条司朗 申请人:三井石油化学工业株式会社