专利名称：三角形环形腔倍频器的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种三角形环形腔倍频器，适用于各种连续或准连续激光的倍频，特别适用于连续的半导体激光泵浦的固体激光(DPSS)的倍频而产生紫外激光。
紫外激光的产生，一种结构是通过准分子紫外激光器，另一种是通过晶体的非线性频率转换。而连续激光的频率转换，只采用单晶体的转换效率较低，适宜采用环形腔倍频器。在先技术中有四镜折叠环形腔(参见在先技术[1]S.Bourezeix,B.Beauvior,Ultra-violet light generation at 205nm by two frequency doubling steps ofa cw titanium-sapphire laser,Optics Communication,133(1997)239-244,ELSEVIER)和四镜矩形环形腔(参见在先技术[2]Hidemi TSUCHA,Frequency doubling oftunable Ti:Sapphire laser with KNbO3in external cavity,Jpn.J.Appl.Phys.Vol33(1994)6190-6194)。但是所用的四镜环形腔调节困难，要同时调节几面反射镜，操作起来既麻烦，又费时间，而且对基频光的损耗大。
本实用新型的目的为了克服在先技术中四镜环形腔调节困难和对基频光损耗大的缺点，提供一种三角形环形腔的倍频器。它将使基频光损耗小，结构简单，调节方便。
本实用新型的三角形环形腔倍频器，包括倍频晶体3，在倍频晶体3的一端置有中心在倍频晶体3中心轴线上，镀有对激光光源1发射的基频光GJ透过率为50％，对倍频光GB全反射介质膜的输入反射镜2。在倍频晶体3的另一端置有中心在倍频晶体3中心轴线上，镀有对基频光GJ全反射，对倍频光GB全透过介质膜的输出反射镜4。置于倍频晶体3两端的输入反射镜2和输出反射镜4的两个反射面相对于倍频晶体3呈倒八字形或八字形。在输入反射镜2和输出反射镜4的两反射面反射光束的交点处置有等腰三角形的棱镜5。棱镜5的底边对着倍频晶体3。棱镜5的顶角置于带控制器7的压电陶瓷6上。如图1所示如上述的结构，当激光光源1发射的基频光GJ透过输入反射镜2射进倍频晶体3后，由于倍频晶体3的倍频作用，产生倍频光GB，倍频光GB透过输出反射镜4后射出，而没有被倍频晶体3转化的基频光GJ通过输出反射镜4全反射到棱镜5上，通过棱镜5折射到输入反射镜2上，再由输入反射镜2反射到倍频晶体3上，经过倍频晶体3的倍频，产生的倍频光GB再通过输出反射镜4射出，没被转化的基频光Gj又被反射到棱镜5上折回到输入反射镜2上，这样反复在腔内倍频，可以获得高效率的倍频光GB。通过环氧树脂将棱镜5的顶角固定于带控制器7的压电陶瓷6上，可以通过控制器7调整棱镜5，从而使倍频器工作在最佳状态。
本实用新型倍频器中的倍频晶体3是非线性倍频晶体，所以倍频光GB的产生就是利用非线性倍频晶体中的二次非线性效应，当基频光GJ足够强时，晶体的极化就和光强有关，而不仅仅是线性的。很多晶体的非线性效应很强，可以利用这些晶体产生倍频光。所以倍频晶体3可以是非线性晶体偏硼酸钡(BBO)，或硼酸锂铯(CLBO)，或磷酸二氢钾(KDP)等。
对于连续光的倍频，倍频的产生系数可以表示为γSH=P2ωPω2=2ω2deff2kωLπn3ϵ0c3h(B,ζ)wzwx]]>L是晶体的长度，ω和Kω是基频光的角频率和波矢量，n是相位匹配方向的晶体折射率，h(B,ξ)是波意-克莱曼(Boyd-Kleinman)函数。连续光的环形腔倍频可以充分利用基频光和倍频晶体，很短的倍频晶体置于倍频器中可以使多次基频光经过，扩大了倍频作用区域。而棱镜5用作对基频光的折射，代替在先技术[2]中用两反射镜进行改变基频光方向，这样使本实用新型的倍频器结构简单，光路缩短了，对基频光的损耗小，而且调节方便。
本实用新型的优点如上所述，本实用新型的三角形环形腔倍频器具有结构简单，易于控制，光路紧凑，效率高，对基频光的损耗小等优点，而且可以通过级联多个三角环形腔，将得到更高阶的倍频光。
图1是本实用新型的三角形环形腔倍频器的结构示意图实施例如图1所示的三角形环形腔倍频器，基频光GJ是作为激光光源1的半导体泵浦的钇铝石榴石(YAG)激光器产生的连续激光，激光的波长为1064nm，激光功率为500mW，输出为TEM00模，输入反射镜2是镀有对基频1064nm光30度50％透过，对532nm倍频光全反射的介质膜的玻璃透镜，倍频晶体3是5×5×7mm的φ=0°,θ=49°的BBO晶体，输出反射镜4是镀有对基频1064nm光30度全反射对532nm倍频光全透过介质膜的的玻璃透镜，棱镜5是60度正三角形K9玻璃棱镜，输出的倍频532nm激光的参数为波长532nm功率25mW
束波形＞95％高斯型模结构单横模，TEM00由本实施例所输出倍频光GB的参数可以证明上述本实用新型的优点。
权利要求1．一种三角形环形腔倍频器，包括<1>有倍频晶体(3)，在倍频晶体的一端置有中心在倍频晶体(3)中心轴线上，镀有对激光光源(1)发射的基频光(GJ)透过率为50％，对倍频光(GB)全反射介质膜的输入反射镜(2)，在倍频晶体(3)的另一端置有中心在倍频晶体(3)中心轴线上，镀有对基频光(GJ)全反射，对倍频光(GB)全透过介质膜的输出反射镜(4)；其特征在于<2>置于倍频晶体(3)两端的输入反射镜(2)和输出反射镜(4)的两个反射面相对于倍频晶体(3)呈倒八字形或八字形<3>在输入反射镜(2)和输出反射镜(4)的两反射面反射光束的交点处置有等腰三角形的棱镜(5)；<4>棱镜(5)的底边对着倍频晶体(3)，棱镜(5)的顶角置于带控制器(7)的压电陶瓷(6)上。
专利摘要一种三角形环形腔倍频器,包括置于倍频晶体的两端反射面相对于倍频晶体呈八字形置放的输入反射镜和输出反射镜。在两反射镜反射光束的交点处置有底边对着倍频晶体,顶角置于带控制器的压电陶瓷上的等腰三角棱镜。基频光透过输入反射镜通过倍频晶体的倍频光透过输出反射镜射出,没有转化的基频光由输出反射镜全反射到棱镜,棱镜将其折射到输入反射镜后再反射到倍频晶体。由此构成三角环形腔。结构简单,减少了对基频光的损耗。
文档编号H01S3/10GK2463992SQ0121021
公开日2001年12月5日 申请日期2001年1月16日 优先权日2001年1月16日
发明者楼祺洪, 方爱平, 黄峰, 董景星, 魏运荣 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所