专利名称：一种抗潮解紫外三倍频晶体及制备方法和用途的制作方法
技术领域：
本发明属于晶体材料在光电子技术领域中的应用，特别涉及一种抗潮解紫外三倍频晶体及制备方法和用途。
背景技术：
Nd(钕)基激光器输出的1. 06 μ m左右的激光辐射可以高效率地转换为二次、三次及高次谐波，它已成为一个有价值的可见光和紫外光辐射光源，其355nm左右的三次谐波对于激光喇曼光谱学、光化学、大气研究、高速紫外全息及泵浦短波长染料激光器等都有着广泛的应用。在中小基波功率密度下，获得三次谐波的最佳途径是采用不失谐的I型倍频和II型三倍频方案，以使得从倍频晶体辐射出来的基波光和倍频光在三倍频晶体中能够最大程度地参加混频作用，从而避免了复杂的光路设计以及能量的浪费。目前使用的三倍频晶体材料通常为BB0，LB0，CLB0，CB0、BIB0以及(D)KDP等，但其各具不足之处，如BBO走离角大，(D)KDP光损伤阈值低等。LBO和CBO晶体被公认为是目前最适合用于高平均功率全固态激光器的三倍频晶体，但这两种晶体在大气环境中均具有潮解习性，尽管人们正在大力研究其抗潮解能力以及防潮装置的设计，但仍难避免复杂的光路设计、激光器耐用性差、便携性低等一系列衍生问题。因此，寻找新型无潮解习性(抗潮解)的三倍频晶体成为解决先进制造业和信息产业所需355nm左右波段的高功率紫外全固态激光器最具实用价值的方向之一。La2CaB10O19晶体属于单斜晶系，空间群为C2，具有较强的非线性光学效应，倍频系数约为KDP的2-3倍(中国专利ZL98108570. 9和ZL200410098441. 6)，透光波段达到真空紫外区(170nm)，激光损伤阈值达到11. 5Gff/cm2,同时还具有物化性能稳定，不潮解，硬度适中等优点。最近，该晶体的生长也取得突破性的进展，已经能够生长高光学质量的单晶(中国专利申请200910092081. 1)。文章(Optics Communications 209 (2002)481-484,Efficient second harmonic generation in a neww nonlinear La2CaB10O19Crystal)探索La2CaB10O19 用作蓝绿光波段非线性光学材料的应用，但至今尚未见到有关用La2CaBltlO19晶体制作紫外光波段三倍频器件及应用方面的报道。
发明内容
本发明针对已有的三倍频晶体的不足之处，提供一种无潮解习性、制作简单的抗潮解紫外三倍频晶体，无需防潮装置、易于实现I型和II型三倍频激光输出。本发明的另一目的在于提供上述抗潮解紫外三倍频晶体的制备方法和用途。本发明的技术方案如下本发明将生长得到的I^2CaBltlO19晶体(简称为LCB)作抛光处理后放入水中(常温)，经过一个月仍观察不到其光洁度有任何变化，表明其化学稳定性高，不潮解，用其制成的光学器件可在无任何保护措施的情况下使用。La2CaBltlO19晶体的紫外截止边为170nm， 200nm——2400nm无任何吸收，其:355nm左右处的透过超过85%。
本发明提供的I^2CaBltlO19三倍频光学晶体器件，其为I^2CaBltlO19晶体按I型或 II型三倍频位相匹配方向切割后，两通光面抛光并镀有介质膜而制得的I^2CaBltlO19晶体三倍频光学器件；所述La2CaBltlO19晶体三倍频器件为La2CaBltlO19晶体I型三倍频器件或 La2CaB10O19晶体II型三倍频器件。本发明提供的La2CaBltlO19三倍频光学晶体器件的制备方法，其步骤如下对La2CaBltlO19晶体在1064波段的标准I类相位匹配时的倍频系数进行了测量，得到4个非零的倍频系数，其分别为d21 = (0. 58 士 0. 06) pm/V ；知=(1.04 士 0. 03)pm/V ；知=(0.25 士 0. 02)pm/V ；= (0. 70 士 0. 05)pm/V ；利用最小偏向角测定了 La2CaBltlO19晶体从363nm_2325nm之间13个波长下的主折射率，拟合得到klImeire方程
权利要求
1.一种I^2CaBltlO19三倍频光学晶体器件，其为I^2CaBltlO19晶体按I型或II型三倍频位相匹配方向切割后，两通光面抛光并镀有介质膜而制得的La2CaBltlO19晶体三倍频光学器件； 所述La2CaBltlO19晶体三倍频器件为La2CaBltlO19晶体I型三倍频器件或La2CaBltlO19晶体II型三倍频器件。
2.—种权利要求1所述La2CaBltlO19三倍频光学晶体器件的制备方法，其步骤如下对 La2CaB10O19晶体在1064波段的标准I类相位匹配时的倍频系数进行了测量，得到4个非零的倍频系数，其分别为d21 = (0. 58 士 0. 06) pm/V ；d22 = (1. 04 士 0. 03) pm/V ；Cl23 = (0 . 25 士 0. 02) pm/V ；d14 = (0. 70 士 0. 05) pm/V ；利用最小偏向角测定了 LEt2CaBltlO19晶体从363nm-2325nm之间13个波长下的主折射率， 拟合得到klImeire方程
3.—种La2CaBltlO19H倍频光学晶体器件的用途，其为产生三倍频激光输出。
4.按权利要求3所述的La2CaBltlO19三倍频光学晶体器件的用途，其特征在于，所述的产生三倍频激光输出如下以Nd离子掺杂的YAG、YLF、YAP、LuVO4、YVO4或GdVO4等激光器作光源，以I类GTP-KTP、 I类KTP、I类KTA、I类LB0、I类BBO或I类CLBO为倍频器件，所述Nd基激光器入射Nd 离子4F3/2 — 4Inz2通道发射的红外激光，经倍频器件产生的倍频光和基波光直接进入所述 La2CaB10O19晶体三倍频器件进行和频，从而产生三倍频激光输出；所述La2CaBltlO19晶体三倍频器件为La2CaBltlO19晶体I型三倍频器件或La2CaBltlO19晶体II型三倍频器件。
5.按权利要求4所述的La2CaBltlO19三倍频光学晶体器件的用途，其特征在于，所述产生的三倍频激光为波长为355nm的三倍频激光，并经滤光片滤光后输出。
全文摘要
一种La2CaB10O19三倍频光学晶体器件，其为按晶体I或II型三倍频位相匹配方向切割后，两通光面抛光并镀介质膜而得的I或II型三倍频器件；其制备先对晶体1064波段标准Ⅰ类相位匹配时的倍频系数进行测量，得4个非零倍频系数；再用最小偏向角测定晶体从363-2325nm的13个波长下的主折射率，拟合得Sellmeire方程；依Sellmeire方程，利用计算机编程，计算得该晶体I和II型三倍频相位匹配曲线，再结合倍频系数确定该晶体相位匹配点；然后按相位匹配方向对晶体进行切割，两通光面抛光并镀介质膜得到该晶体三倍频器件；该晶体三倍频器件用于产生三倍频激光输出。具有机械性能好，抗潮解等优点。
文档编号H01S3/109GK102545019SQ20101062115
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月24日 优先权日2010年12月24日
发明者傅佩珍, 吴以成, 吴洋, 张建秀, 王丽荣, 王桂玲 申请人:中国科学院理化技术研究所