用于耐久高功率激光波长变换的非线性晶体改进的制作方法

专利名称：用于耐久高功率激光波长变换的非线性晶体改进的制作方法
技术领域：
0002本发明涉及高功率激光波长变换，并更具体地涉及非线性晶体 的改进以促进耐久性。
背景技术：
0003激光系统被用在包括通信、医学、和显微机械加工的多种应用 中。这些应用利用多种激光波长和输出功率。但是，可用的激光波长受 限于少量激光媒质组合物或复合物(laser media composition)的发射性能，
这些激光媒质组合物以相对有限数量的波长发射有用的激光输出。0004通过使用多种波长变换方法，可用激光波长的数目已经得到了 扩展。这些方法包括在激光腔之内或之外使用非线性晶体，以提供由激 光媒质发射的波长的谐波波长。KTP (磷酸钛氧钾，KTiOP04) 、 BBO (P-硼酸钡，(3-BaB204)、和LBO (三硼酸锂,LiB305)是最常用的用于 激光波长变换的非线性晶体。这些晶体的性质不同，但它们一般具有大 的非线性光学系数、宽的透光度和相位匹配范围、宽的角带宽和小的离 散角、高光学均匀性、以及有效的频率变换。
0005大多数非线性晶体也具有如下缺点诸如吸湿和/或静电或者几 乎没有满意的损坏阈。典型地，将抗反射(AR)涂层或其它涂层施加到 晶体表面上以减少损耗。涂层还防止晶体受潮或其它污染。但是，涂布
非线性晶体比涂布诸如熔凝氧化硅、蓝宝石、和YAG (钇铝石榴石)等 的传统光学材料更加困难，这主要是由于非线性材料的材料性质。尤其 在高功率和/或紫外(UV)波长应用中，非线性晶体上的涂层还容易受到 光学损伤。
0006在Grossman等人的美国专利第5，850,407号中，向三重LBO晶体 提供未涂层的布儒斯特(Brewster)切角的色散输出表面，用以分离偏振 基波光束和第三谐波光束，而不引入显著的损耗。第三谐波晶体的未被 涂布的输出表面对潜在的紫外引起的损伤有点不敏感，从而增强了耐久 性。
0007在Grossman等人的美国专利第6，697,391号中，向四重晶体提供 了未涂层的沿布儒斯特角斜切的色散输出表面，用以分离偏振基波光束 和第四谐波光束，而不引入显著的损耗。第四谐波晶体的未被涂布的输 出表面对潜在的紫外引起的损伤有点不敏感，并提供了增强的耐久性。 许多工业应用要求在高功率水平(对于150)Lim光斑尺寸，峰值功率从107 到大于l(^W/cm2)下基本无损伤工作(损伤引起的损耗<0.1%)数千小时
(典型地>10，000小时)。
0008然而，由于晶体的极其静电性质，对LBO裸表面和其它裸露的 频率(或波长)变换晶体表面而言，就存在显著的污染风险。尤其在高 UV功率下，表面的污染明显减少了晶体的损坏阈，而表面损伤对UV功 率的稳定性造成了损害。许多频率变换晶体在本质上也是吸湿的，并可 以吸收大气中的湿气，从而随着时间的推移退化并最终造成晶体表面的 激光损伤。因此，可能需要用于这些频率变换晶体中一些晶体的涂层。

发明内容
0009因此，本发明的一个目标是提供一种用于激光波长变换的改进 装置。
0010在一个实施例中，诸如非线性晶体的波长变换器具有以与传播 基波波长的光轴成一角度所切割的出射表面，以分离谐波波长。固态光 学盖层(overlay)具有入射表面，该入射表面也以一个与波长变换器出 射表面相配的角度进行切割并被光学连接到波长变换器。在一些实施例
中，光学盖层通常对谐波波长是基本透明的，具有与波长变换器类似的 折射率，并在基波和/或谐波波长具有的损坏阈比波长变换器具有的损坏 阈更大。
0011通过以下优选实施例的详细描述，并参考附图，其它方面和优 点将变得明显。


0012图l是激光器的示意图，该激光器采用复合光学元件进行激光波
长变换。
0013图2是用于激光波长变换的复合光学元件的一实施例的侧视图。0014图3是用于激光波长变换的复合光学元件的一替代实施例的侧视 图。
'0015图4是用于激光波长变换的复合光学元件的又一替代实施例的侧 视图。
具体实施例方式
0016图1是激光器10的一实施例的示意图，该激光器采用激光媒质12 和复合波长变换元件14a (复合波长变换元件总体用标记14表示)，该复 合波长变换元件沿着光路16进行定位，该光路16经返回镜18和端镜20和 22反射。激光媒质12优选包括常规的固态激射物，例如YAG、YLF、YV04、 YALO、蓝宝石、翠绿宝石、或者CrLiSAF组合物，并且优选产生具有红 外(IR)基波波长的激光辐射或激光能量。这些组合物典型地掺杂有钕、 镱、铒、铬或铥。典型的基本激光IR波长包括但不限于750-800nm， 1064 nm， 1047 nm，和1320nm。然而，技术人员要明白诸如可见光波长的 其它多种波长和其它激光媒质或激光器类型可以被采用，包括但不限于 气体激光器、二氧化碳激光器、准分子激光器或者铜蒸气激光器。固态 激光媒质优选由二极管激光器或二极管激光器阵列来泵浦或抽运，但可 以采用任何传统的激光器泵浦设备或激光器泵浦方案。
0017在一实施例中，第一波长变换器24将基本或第一谐波波长、沿
光路16传播的某些或所有激光辐射转换成具有第二谐波波长的激光辐
射。第一波长变换器24优选包括非线性晶体，其包括但不限于以下组合
物BBO、 BIBO (三硼酸铋，BiB306) 、 LiI03 (碘酸锂)、LiNb03 (铌 酸锂)、LBO、 KDP (磷酸二氢钾KH2P04) 、 KTA (砷酸钛氧钾， KTiOAs04) 、 KTP、 AgGaS2 (硫化稼银)、AgGaSe2 (亚硒酸稼银)或 其衍生物，但也可以包括其它波长变换材料。
0018抗反射涂层可选择地被施加到第一波长变换器24，和/或第一波 长变换器24可选择地被光学连接到如后所述的固态盖层(overlay)媒质 28a (—般地，固态光学盖层媒质28)。
0019复合波长变换元件14包括第二波长变换器34a (第二波长变换器 总体用标记34表示)，其被光学连接到固态光学盖层媒质28。在一般实 施例中，第二波长变换器34将具有谐波波长(包括但不限于第一、第二 或第三谐波)或者一个或多个谐波波长的组合的激光辐射变换成具有一 个或多个被选谐波波长(包括但不限于第二、第三、第四或第五谐波) 的激光辐射。在一个实施例中，第二波长变换器34将具有第二谐波波长 的激光辐射变换成具有第四谐波波长的激光辐射。在另一实施例中，第 二波长变换器34将具有第一和第二谐波波长的激光辐射变换成具有第三 谐波波长的激光辐射。第二波长变换器34可以包括相同或不同的非线性 晶体或者第一波长变换器24的其它波长变换材料。这些波长变换材料具 有各自在被选谐波波长的损坏阈。
0020固态光学盖层媒质28包括光学材料，该光学材料具有在基波波 长和一个或多个被选谐波波长的损坏阈，这些损坏阈优选比第二波长变 换器34和域其抗反射涂层的各自损坏阈更大。替代地，固态光学盖层媒 质28采用抗反射涂层，其在基波波长和一个或多个被选谐波波长具有比 第二波长变换器34的抗反射涂层的那些各自性质和/或损坏阈更好的性 质和/或损坏阈。
.0021固态光学盖层媒质28包括光学材料，该光学材料对基波波长和 一个或多个被选谐波波长优选是基本透明的。
0022固态光学盖层媒质28还优选在基波波长和一个或多个被选谐波 波长具有的折射率，类似于第二波长变换器34的各自折射率。通常，在 被选波长，处于折射率点的十分之二内的折射率应当视为是相似的。然 而，技术人员要明白当使用如图2和3所示的直角时，在固态光学盖层
媒质28和第二波长变换器34之间最接近的各自折射率是首选，以最小化 在输出表面36和相配表面38之间的界面的损耗，而不关心其它诸如各自
损坏阈的考虑。技术人员也要明白当各自折射率是故意不同或者不完
全匹配时，可以计算在第二波长变换器34和被选光学盖层媒质28之间的 布儒斯特角并加以制造，进而最小化界面的反射损耗，如图1和4所示。0023在一些实施例中，第二波长变换器34的输出表面36a (输出表面 总体用标记36表示)和固态光学盖层媒质28的相配表面38a (相配表面总 体用标记38表示)彼此机械上紧靠着进行光学连接，例如利用导向装置 和夹具。在一些实施例中，输出表面36和相配表面38通过任何适当己有
的扩散连接或粘结技术进行光学连接。在一些优选扩散连接技术中，输 出表面36和相配表面38以相配角度进行切割并抛光至光学质量平整度，
该平整度典型地优于被选谐波波长。然后，在连接温度下，以适当压力 一起挤压输出表面36和相配表面38足够多的时间。在一些扩散连接技术 中，连接温度典型地至少是第二波长变换器34或固态光学盖层媒质28中 的至少一个的熔点的50%-70%;连接压力在几磅每平方厘米的范围内； 以及加热数小时。扩散连接技术以及其它光学接触连接技术在光学工业 界是熟知的，并且将波长变换材料的各种组合连接到固态光学盖层材料 对于专业技术人员应当是不难的。示例性的固态光学盖层媒质包括但不 限于未掺杂YAG、蓝宝石、红宝石、熔凝氧化硅、石英以及来自Illinois (伊利诺斯州)Owen的ED-2、 ED-4、 E-Y1等等。
0024在由图l说明的实施例中，第二波长变换器34具有输出表面36a， 并且固态光学盖层媒质28a具有输出表面42a (输出表面总体用标记42表
示)，他们以e,和e2的近似相同角度或者不同角度e,和e2进行切害ij，以便
将谐波激光输出40a和40b (总体称为谐波激光输出40)引离激光器10。 因此，如果e^阳2的角度是相同的非直角，则固态光学盖层媒质28a具有 平行四边形的侧视轮廓。在一些实施例中，与镜子18和20之间的光路16 fe光轴46之间的角度e,和02通常是在2O度和9O度之间。
0025在一些优选实施例中，角度e!可以由在基本激光波长的第二波长
变换器34和固态光学盖层媒质28之间的界面的布儒斯特角来确定。如果
假定固态光学盖层媒质28的折射率是np并且第二波长变换器34的折射率
是112，则布儒斯特角eb由以下确定
00260b = Arctan (n2/r|i > (l)
0027e,则由以下确定
0028
A - 90 - ArcSin [(m x Sin &詞 (2 )
-0029这个所选适应将使得激光束可以沿着与复合光学元件14的边基 本平行的路径穿过该复合光学元件14。
003002可以由同样的公式来确定，其中m是空气的折射率(npl)， 而ri2是固态光学盖层媒质28的折射率。
0031基本激光波长的偏振优选是线性的并在由光轴和固态光学盖层 媒质28的外表面法线所限定的平面内。 一个优选的谐波发生方案是第三 谐波具有与基波相同的线偏振。这种布置方案将回避要求基本激光辐射 的任何光学抗反射涂层，因为由于反射的光损耗在空气和固态光学盖层 媒质28之间的界面以及在固态光学盖层媒质28和第二波长变换器34之 间的界面都将基本为零。第三谐波的折射率将不同于基波的折射率，因 此在第三谐波的准确布儒斯特角将不同于在基波的布儒斯特角。然而， 该差别是很小的，因此具有与基波相同偏振的第三谐波将在两个布儒斯 特角的界面上遭受很小的损耗，而折射率的差别确保了从基波中产生的 谐波之间适当角度。
0032图2是复合光学元件14b的替代实施例的侧视图，该复合光学 元件14b具有波长变换器34b，其输出表面36b和固态光学盖层媒质28b 的相配表面38b通常垂直于光轴46。然而，输出表面42b具有如上所述
的角度e。
0033图3是复合光学元件14c的替代实施例的侧视图，该复合光学 元件具有波长变换器34c，其输出表面36c和固态光学盖层媒质28c的相 配表面38c通常垂直于光轴46。而输出表面42b通常垂直于光轴46，并 且在一些实施例中，输出表面42b被覆盖有抗反射涂层。复合光学元件 14c的实施例可以用于激光系统10中，其中镜子18或20中的一个是用 于例如第三谐波的所期望谐波波长的输出耦合镜。 '0034图4是复合光学元件14d的替代实施例的侧视图，该复合光学
元件14d具有波长变换器34d，其输出表面36d以如上所述的角度e,进行 切割，而固态光学盖层媒质28c的相配表面38d以通常相配角度进行切 割。输出表面42d通常垂直于光轴46，并且在一些实施例中，输出表面 42d被覆盖上抗反射涂层。复合光学元件14d的实施例可以用于激光系统 10中，其中镜子18或20中的一个是用于例如第三谐波的所期望谐波波 长的输出耦合镜。
0035在一个实例中，第二波长变换器34包括KDP、 KD*P、 BBO、 BIBO、 LiI03、 KTA、 KTP或LBO或其衍生物，并且固态光学盖层媒质 38包括熔凝氧化硅、石英、未掺杂YAG、蓝宝石、ED-2、 ED-4或者E-Yl。
0036在一些实施例中，角度e^皮选为一个90度的角度，如图2和3 所示。为了减少或最小化在固态光学盖层媒质28和波长变换器34的界 面的反射损耗，固态光学盖层媒质28的折射率应当优选接近匹配波长变 换器34的折射率。作为用于波长变换器34的普通材料的一个实例，LBO 具有在基波波长1.06微米时大约1.60的折射率。因此，用于固态光学盖 层媒质28的可能材料可以是激光玻璃ED-2，其具有大约1.555的相应折 射率。对该例子，由于界面反射的光学损耗大约为0.02%。在1.06微米 的基波波长的另一实例中，BBO的固态光学盖层媒质28可以结合光学质 量蓝宝石的固态光学盖层媒质28。在该实例中，折射率分别是大约1.655 和1.755，并且预期单程反射损耗大约为0.09%。这些反射损耗即使在典 型激光腔内也应该是可接受的。
'0037在一些实施例中，其中e,是基于方程式(1)禾卩(2)选择的，
则固态光学盖层媒质28的选择更加受其折射率(其会影响布儒斯特角以 及谐波从基波的分离角度)、其损坏阈、如果选择了涂层则为材料上涂 层的损坏阈、以及光学加工的容易性等组合的支配。所属技术领域的技 术人员将明白，各自光学材料的光学涂层的损坏阈一般与各自光学材料 的相对损坏阈相似，而且涉及各自光学材料的光学表面处理的实际可实 现质量。因此，固态光学盖层媒质28的光学涂层通常将具有比各自波长 变换器34的光学涂层高得多的损坏阈。用于固态光学盖层媒质28的高 损坏阈的抗反射或其它光学涂层对于专业技术人员是熟知的。0038对本领域的技术人员，显而易见的是，可以对上述实施例的细
节进行许多变更而不偏离本发明的基本原则。因此，本发明的范围应当 只由所附的权利要求加以确定。
权利要求
1.一种谐波激光器，包括激光媒质，其沿着光路被定位在激光谐振腔内，并适于促进具有第一波长的激光辐射的发生；波长变换媒质，其沿着所述光路进行定位，并适于将来自所述第一波长、其谐波中的一个谐波或者它们的组合的部分激光辐射变换为与所述第一波长谐波相关的第二波长，所述波长变换媒质具有在所述第一和第二波长的损坏阈以及一个变换器出射表面，该变换器出射表面具有相对于进入波长变换媒质的所述光路的光轴的变换器出射表面角；以及固态光学盖层媒质，其被光学地连接到所述波长变换媒质的所述波长变换出射表面，并具有盖层入射表面，该入射表面具有与所述变换器出射表面角相配的盖层入射表面角，所述固态光学盖层媒质对所述第一和第二波长是基本透明的，并在所述第一和第二波长具有的损坏阈比所述波长变媒质的各自损坏阈更大。
2. 根据权利要求1所述的谐波激光器，其中所述变换器出射表面角大 于0度并小于或等于90度。
3. 根据权利要求1所述的谐波激光器，其中所述变换器出射表面角小 于90度，并起到从具有所述第一波长的激光辐射分离具有所述第二波长的 激光辐射的作用。
4. 根据权利要求1所述的谐波激光器，其中所述变换器出射表面角从 大约20度到大约90度，该角度是相对于进入所述波长变换媒质的所述光 路的光轴的角度。
5. 根据权利要求1所述的谐波激光器，其中所述波长变换媒质和光学 盖层媒质具有类似的折射率。
6. 根据权利要求1所述的谐波激光器，其中所述波长变换媒质包括AgGaS2、 AgGaSe2、 BBO、 BIBO、 KTA、 KTP、 KDP、 KD叩/KDP、 LiNb03、 LiL〇3、 LBO或它们的衍生物。
7. 根据权利要求1所述的谐波激光器，其中所述固态光学盖层媒质包 括熔凝氧化硅、石英、未掺杂YAG、蓝宝石、ED-2、 ED-4或者E-Y1。
8. 根据权利要求1所述的谐波激光器，其中所述固态光学盖层媒质被 扩散连接到所述波长变换媒质。
9. 根据权利要求1所述的谐波激光器，其中所述固态光学盖层媒质包 括大约处于布儒斯特角的盖层出射表面角，并适于在无抗反射涂层时传播 在所述第一和第二波长的辐射。
10. 根据权利要求1所述的谐波激光器，其中所述第二波长包括紫外 波长。
11. 根据权利要求1所述的谐波激光器，其中所述波长变换和固态光 学盖层媒质具有不同的折射率。
12. 根据权利要求1所述的谐波激光器，其中所述固态光学盖层媒质 和所述波长变换媒质被机械地相互紧靠固定。
13. 根据权利要求1所述的谐波激光器，其中所述光学盖层媒质包括 带有抗反射涂层的盖层出射表面，其适于传播在所述第一和第二波长的激 光辐射。
14. 根据权利要求1所述的谐波激光器，其中所述波长变换媒质被定 位在所述激光谐振腔内。
15. 根据权利要求1所述的谐波激光器，其中所述波长变换媒质被定 位在所述激光谐振腔外。
16. 根据权利要求1所述的谐波激光器，其中所述激光媒质包括固态 激光晶体，或者准分子激光器、二氧化碳激光器或铜蒸气激光器的放电室 的容纳物。
17. 根据权利要求1所述的谐波激光器，其中所述激光媒质包括YAG、 YLF、 YV04、 YALO、或CrLiSAF组合物。
18. 根据权利要求1所述的谐波激光器，其中所述第二波长包括第二 谐波、第三谐波、第四谐波、或者第五谐波的波长。
19. 根据权利要求1所述的谐波激光器，其中所述第二波长包括紫外 波长。
20. 根据权利要求1所述的谐波激光器，其中在所述第二波长的激光 辐射被用于显微机械加工。
21. 根据权利要求1所述的谐波激光器，其中在所述第二波长的激光 辐射用于通路打钻或晶片切割。
22. 根据权利要求1所述的谐波激光器，其中所述激光谐振腔具有端 镜，其起到输出耦合器的作用并适于从具有所述第一波长的激光辐射分离 具有所述第二波长的激光辐射。
23. 根据权利要求1所述的谐波激光器，其中所述光学盖层媒质包括 带有光学涂层的盖层出射表面，其适于传播在所述第一和第二波长的激光 辐射，该涂层在各自第一和第二波长具有的损坏阈比在所述波长变换媒质 上施加的典型光学涂层的各自损坏阈更大。
24. 根据权利要求1所述的谐波激光器，其中所述固态光学盖层媒质 包括盖层出射表面角，其与所述变换器出射表面角几乎相同。
25. 根据^^lj要求1所述的谐波激光器，其中所述固态光学盖层媒质包括盖层出射表面角，其与所述变换器出射表面角显著不同。
26. —种复合光学元件，包括波长变换媒质，其适于将来自所述第一波长、其谐波中的一个谐波或 者它们的组合的部分激光辐射变换为与所述第一波长谐波相关的第二波 长，所述波长变换媒质具有适于接受沿光路传播的激光辐射的入射表面， 所述波长变换媒质具有在所述第一和第二波长的损坏阈以及一个变换器出 射表面，该变换器出射表面具有相对于进入波长变换媒质的所述光路的光轴的变换器出射表面角；以及固态光学盖层媒质，其被光学地连接到所述波长变换媒质的所述波长 变换出射表面，并具有盖层入射表面，该入射表面具有与所述变换器出射 表面角相配的盖层入射表面角，所述固态光学盖层媒质对所述第一和第二 波长是相对透明的，并具有与所述波长变换媒质类似的在所述第二波长的 折射率，并具有在所述第二波长的损坏阈，在所述第二波长的该损坏阈比 在所述第二波长的所述波长变换器的损坏阈更大。
27. 根据权利要求26所述的复合光学元件，其中所述变换器出射表面 角从大约20度到大约90度，该角度是相对于进入所述波长变换媒质的所 述光路的光轴的角度。
28. 根据权利要求26所述的复合光学元件，其中所述变换器出射表面 角小于90度，并适于从具有所述第一波长的激光辐射分离具有所述第二波 长的激光辐射。
29. 根据权利要求28所述的复合光学元件，其中所述波长变换媒质包 括AgGaS2、 AgGaSe2、 BBO、 BIBO、 KTA、 KTP、 KDP、 KD*P/KDP、 LiNbO" LiLQ3、或LBO。
30. 根据权利要求29所述的复合光学元件，其中所述固态光学盖层媒质包括熔凝氧化硅、石英、未掺杂YAG、蓝宝石、ED-2、或ED-4、或E-Y1。
31. 根据权利要求26所述的复合光学元件，其中所述波长变换媒质包 括AgGaS2、 AgGaSe2、 BBO、 BIBO、 KTA、 KTP、 KDP、 KD*P/KDP、 LiNb03、 LiL03、或LBO。
32. 根据权利要求31所述的复合光学元件，其中所述固态光学盖层媒 质包括熔凝氧化硅、石英、未掺杂YAG、蓝宝石、ED-2、或ED-4、或E-Y1。
33. 根据权利要求32所述的复合光学元件，其中所述光学盖层媒质被 扩散连接到所述波长变换媒质。
34. 根据权利要求33所述的复合光学元件，其中所述第二波长包括紫 外波长。
35. 根据权利要求33所述的复合光学元件，其中所述固态光学盖层媒 质包括盖层出射表面角，其与所述变换器出射表面角几乎相同。
36. 根据权利要求33所述的复合光学元件，其中所述固态光学盖层媒 质包括盖层出射表面角，其与所述变换器出射表面角显著不同。
37. 根据权利要求26所述的复合光学元件，其中所述固态光学盖层媒 质包括盖层出射表面角，其与所述变换器出射表面角几乎相同。
38. 根据权利要求26所述的复合光学元件，其中所述固态光学盖层媒 质包括盖层出射表面角，其与所述变换器出射表面角显著不同。
39. 根据权利要求26所述的复合光学元件，其中所述光学盖层媒质被 扩散连接到所述波长变换媒质。
40. 根据权利要求26所述的复合光学元件，其中所述固态光学盖层媒质包括熔凝氧化硅、石英、未掺杂YAG、蓝宝石、ED-2、或ED-4、或E-Y1。
41. 根据权利要求26所述的复合光学元件，其中所述光学盖层媒质被 扩散连接到所述波长变换媒质。
42. 根据权利要求26所述的复合光学元件，其中所述固态光学盖层媒 质包括处于大约布儒斯特角的盖层出射表面角，并适于在无抗反射涂层时 传播在所述第一和第二波长的辐射。
43. 根据权利要求26所述的复合光学元件，其中所述光学盖层媒质包 括带有光学涂层的盖层出射表面，其适于传播在所述第一和第二波长的激 光辐射，该涂层在各自第一和第二波长具有的损坏阈比在所述波长变换媒 质上施加的典型光学涂层的各自损坏阈更大。
44. 一种产生谐波激光输出的方法，包括 向激光媒质提供泵浦功率；利用所述激光媒质来产生激光辐射，该激光辐射具有沿着光路传播的 第一波长；利用波长变换媒质以将来自所述第一波长、其谐波中的一个谐波或者 它们的组合的部分激光辐射变换为与所述第一波长谐波相关的第二波长， 所述波长变换媒质具有在所述第一和第二波长的损坏阈以及一个变换器出 射表面，该变换器出射表面具有相对于进入波长变换媒质的所述光路的光 轴的变换器出射表面角；以及利用固态光学盖层媒质，其被光学地连接到所述波长变换媒质的出射 表面，该变换器出射表面角在其出射表面处在所述第一和第二波长具有的 损坏阈比所述波长变换媒质的各自损坏阈更大；以及 ' 通过所述固态光学盖层媒质的出射表面，传播在所述第二波长的激光 辐射。
45. 根据权利要求44所述的方法，其中所述固态光学盖层媒质和所述 波长变换媒质具有在所述第二波长的折射率，所述折射率具有在各点之间 相差十分之二内的数值。
46. 根据权利要求44所述的方法，其中所述波长变换媒质包括AgGaS2、 AgGaSe2、 BBO、 BIBO、 KTA、 KTP、 KDP、 KD*P/KDP、 LiNb03、 LiL03、 或LBO。
47. 根据权利要求44所述的方法，其中所述固态光学盖层媒质包括熔 凝氧化硅、石英、未掺杂YAG、蓝宝石、ED-2、或ED-4、或E-Y1。
48. 根据权利要求44所述的方法，其中所述固态光学盖层媒质被扩散 连接到所述波长变换媒质。
49. 根据权利要求44所述的方法，其中所述固态光学盖层媒质包括处 于大约布儒斯特角的盖层出射表面角，并适于在无抗反射涂层时传播在所 述第一和第二波长的辐射。
50. 根据权利要求44所述的方法，其中所述第二波长包括第二谐波、 第三谐波、第四谐波、或者第五谐波的波长。
51. 根据权利要求44所述的方法，其中在所述第二波长的激光辐射被 用于显微机械加工。
52. 根据权利要求44所述的方法，其中在所述第二波长的激光辐射用 于通路打钻或晶片切割。
53. 根据权利要求44所述的方法，其中所述固态光学盖层媒质和所述 波长变换媒质被机械地相互紧靠固定。
54. 根据权利要求44所述的方法，其中所述光学盖层媒质包括带有光 学涂层的盖层出射表面，其适于传播在所述第一和第二波长的激光辐射，该涂层在各自第一和第二波长的损坏阈比在所述波长变换媒质上施加的典型光学涂层的各自损坏阈更大。
55. 根据权利要求44所述的方法，进一步包括利用在所述波长变换媒质的出射表面上的变换器出射表面角，从在所 述第一波长的激光辐射分离在所述第二波长的激光辐射。
56. 根据权利要求44所述的方法，进一步包括利用输出耦合端镜，从在所述第一波长的激光辐射分离在所述第二波 长的激光辐射。
57. 根据权利要求44所述的方法，其中所述变换器出射表面角从大约 20度到大约90度，该角度是相对于进入波长变换媒质的所述光路的光轴所 成的角度。
58. 根据权利要求44所述的方法，其中所述固态光学盖层媒质包括盖 层出射表面角，其与所述变换器出射表面角几乎相同。
59. 根据权利要求44所述的方法，其中所述固态光学盖层媒质包括盖 层出射表面角，其与所述变换器出射表面角显著不同。
全文摘要
诸如非线性晶体的波长转换器(34)具有斜切的出射表面(36)，以从基波波长或不同谐波波长分离谐波波长。固态光学盖层媒质(28)具有入射表面(38)，其被斜切成与变换器出射表面相配。光学盖层媒质(28)对基波波长和被选谐波波长基本上是透明的，具有与波长变换器(34)相似的折射率，并且在被选波长具有的损坏阈比波长变换器(34)的各自损坏阈更大。
文档编号G02F1/35GK101103501SQ200580046022
公开日2008年1月9日 申请日期2005年11月15日 优先权日2004年11月30日
发明者R·S·哈里斯, Y·孙 申请人:电子科学工业公司