专利名称：一种补偿走离和静态双折射的ktp调q参量双功能器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电光Q开关器件，具体为一种在激光器中能实现电光调Q并同时发生参量非线性效应的器件。
背景技术：
KTP类晶体具有大的有效非线性系数和良好的电光性能，因此利用该类晶体研制非线性效应和电光复用器件的研究引起了人们极大的兴趣。1994年，日本T. Takunori等用一块lX3X5mm3的KTP晶体，对Nd: YVO4输出的1064nm激光实现了同时倍频和调Q。在重复频率IOOHz时，调制得到脉宽为18ns的532nm脉冲激光输出，峰值功率为
15.4ff (Takunori Taira, Takao Kobayashi. Q-switching and frequency doubling ofsolid-state laser by a single intracavity KTP crystal [J], IEEE. J. QuantumEleronies, 1994, 30(3) : 800-804)。1995 年，他们又实现了峰值功率 230W 的绿光输出(Takunori Taira, Takao Kobayashi. Intraeavity frequency doubling andQ-switching in diode laser pumped Nd:YVO4 laser [J], APPlied Optics 1995,34(21) : 4298-4301)。1997年，姚建铨等对KTP晶体倍频调Q时的匹配角和外加电压进行了计算(J. Q. Yao, X. ff. Sun, H. S. Kwok. Analysis of simultaneous Q-switchingand frequency doubling in KTP [J], Journal of modern optics, 1997, 44(5):997-1004)。2000年，陈飞等采用2X4X IOmm3的KTP晶体，在重复频率为1kHz，1/4电压647V，泵浦功率IW时，实现了脉宽12ns、峰值功率762W的TEMtltl模输出，并实现了器件化，整个体积只有半个彩色胶卷大小(陈飞，霍玉晶，新型电光调Q内腔绿光激光器[J]，中国工程科学，2000, 2 (4) : 39-42)。对KTP晶体同时用于光参量振荡和电光调Q的研究很少，张朋、张玉萍等对KTP晶体同时用于光参量振荡和电光调Q进行了理论计算，计算得到，对于一块5' 20mm3的KTP晶体，如果要获得I. 57mm的参量光，KTP的相位匹配角应为q=90°，j=26.8°，在晶体z轴施加的半波电压应为887V。以上方案中以KTP作为非线性和电光Q开关器件，都用了一块KTP晶体，并按照相位匹配角度切割。但由于KTP晶体存在静态双折射相位延迟，使用一块KTP的设计影响到电光调Q的关门效果；而且按照常温下的相位匹配角度切割的KTP晶体在参量作用时存在走离角，影响到参量转换的效率。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种能补偿走离和静态双折射的KTP电光调Q参量双功能器件。本发明实现以上目的采取的方案为一种补偿走离和静态双折射的KTP调Q参量双功能器件，包括外壳、电极、电光晶体，电光晶体包括四块满足II类临界相位匹配的KTP晶体，从左到右依次设置第一块KTP晶体、相对第一块KTP晶体旋转90°放置的第二块KTP晶体、相对第一块KTP晶体旋转180°放置的第三块KTP晶体和相对第三块KTP晶体旋转90°放置的第四块KTP晶体；在第一块KTP晶体的上通电面镀金膜，下通电面镀金膜，在第二块KTP晶体的前通电面镀金膜，后通电面镀金膜，在第三块KTP晶体的上通电面镀金膜，下通电面镀金膜，在第四块KTP晶体的前通电面镀金膜，后通电面镀金膜；从第一块KTP晶体的上通电面镀金膜、第二块KTP晶体的前通电面镀金膜、第三块KTP晶体的下通电面镀金膜和第四块KTP晶体的后通电面镀金膜引出金线，连接到正电极；从第一块KTP晶体的下通电面镀金膜、第二块KTP晶体的后通电面镀金膜、第三块KTP晶体的上通电面镀金膜和第四块KTP晶体的前通电面镀金膜引出金线，连接到负电极。作为本发明的进一步改进，第一块KTP晶体、相对第一块KTP晶体旋转90°放置的第二块KTP晶体、相对第一块KTP晶体旋转180°放置的第三块KTP晶体和相对第三块KTP晶体旋转90°放置的第四块KTP晶体均为低电导率的KTP晶体。作为本发明的进一步改进，第一块KTP晶体、相对第一块KTP晶体旋转90°放置的第二块KTP晶体、相对第一块KTP晶体旋转180°放置的第三块KTP晶体和相对第三块KTP晶体旋转90°放置的第四块KTP晶体采用II类简并参量临界相位匹配，切割角度为 q=52. 3。,j=0°。作为本发明的进一步改进，第一块KTP晶体、相对第一块KTP晶体旋转90°放置的第二块KTP晶体、相对第一块KTP晶体旋转180°放置的第三块KTP晶体和相对第三块KTP晶体旋转90°放置的第四块KTP晶体的通光面为正方形。作为本发明的进一步改进，第一块KTP晶体、相对第一块KTP晶体旋转90°放置的第二块KTP晶体、相对第一块KTP晶体旋转180°放置的第三块KTP晶体和相对第三块KTP晶体旋转90°放置的第四块KTP晶体相对的内通光面用绝缘透明的光胶相连，外通光面镀1064nm和2128nm双色增透膜。作为本发明的进一步改进，第一块KTP晶体、相对第一块KTP晶体旋转90°放置的第二块KTP晶体、相对第一块KTP晶体旋转180°放置的第三块KTP晶体和相对第三块KTP晶体旋转90°放置的第四块KTP晶体依次放置，内通光面和外通光面镀1064nm和2128nm双色增透膜。本发明实现以上目的原理为
KTP晶体简并II类临界相位匹配的切割角度为q=52. 3°，j=0°，此种切割方式下光波在单块KTP晶体中的传播存在自然双折射和走离角，因此采用四块完全相同的KTP晶体旋转一定角度串接的方法补偿走离角和静态相位延迟。偏振光通过单块KTP晶体时产生的相位延迟为
权利要求
1.一种补偿走离和静态双折射的KTP调Q参量双功能器件，包括外壳、电极、电光晶体，其特征在于 电光晶体包括四块满足II类参量临界相位匹配的KTP晶体，从左到右依次设置第一块KTP晶体(I)、相对第一块KTP晶体(I)旋转90°放置的第二块KTP晶体(2)、相对第一块KTP晶体(I)旋转180°放置的第三块KTP晶体(3)和相对第三块KTP晶体(3)旋转90°放置的第四块KTP晶体(4); 在第一块KTP晶体(I)的上通电面镀金膜(5)，下通电面镀金膜(6)，在第二块KTP晶体(2)的前通电面镀金膜(7)，后通电面镀金膜(8)，在第三块KTP晶体(3)的上通电面镀金膜(9)，下通电面镀金膜(10)，在第四块KTP晶体(4)的前通电面镀金膜(11)，后通电面镀金膜(12);从第一块KTP晶体(I)的上通电面镀金膜(5)、第二块KTP晶体(2)的前通电面镀金膜(7)、第三块KTP晶体(3)的下通电面镀金膜(10)和第四块KTP晶体(4)的后通电面镀金膜(12)引出金线，连接到正电极；从第一块KTP晶体的下通电面镀金膜(6)、第二块KTP晶体的后通电面镀金膜(8)、第三块KTP晶体的上通电面镀金膜(9)和第四块KTP晶体(11)的前通电面镀金膜引出金线，连接到负电极。
2.根据权利要求I所述的一种补偿走离和静态双折射的KTP调Q参量双功能器件，其特征在于 第一块KTP晶体(I)、相对第一块KTP晶体(I)旋转90°放置的第二块KTP晶体(2)、相对第一块KTP晶体(I)旋转180°放置的第三块KTP晶体(3)和相对第三块KTP晶体(3)旋转90°放置的第四块KTP晶体(4)均为低电导率的KTP晶体。
3.根据权利要求I所述的一种补偿走离和静态双折射的KTP调Q参量双功能器件，其特征在于 第一块KTP晶体(I)、相对第一块KTP晶体(I)旋转90°放置的第二块KTP晶体(2)、相对第一块KTP晶体(I)旋转180°放置的第三块KTP晶体(3)和相对第三块KTP晶体(3)旋转90。放置的第四块KTP晶体(4)采用II类简并参量临界相位匹配，切割角度为q=52.3°，J=O0。
4.根据权利要求I所述的一种补偿走离和静态双折射的KTP调Q参量双功能器件，其特征在于 第一块KTP晶体(I)、相对第一块KTP晶体(I)旋转90°放置的第二块KTP晶体(2)、相对第一块KTP晶体(I)旋转180°放置的第三块KTP晶体(3)和相对第三块KTP晶体(3)旋转90°放置的第四块KTP晶体(4)的通光面为正方形。
5.根据权利要求I所述的一种补偿走离和静态双折射的KTP调Q参量双功能器件，其特征在于 第一块KTP晶体(I)、相对第一块KTP晶体(I)旋转90°放置的第二块KTP晶体(2)、相对第一块KTP晶体(I)旋转180°放置的第三块KTP晶体(3)和相对第三块KTP晶体(3)旋转90°放置的第四块KTP晶体(4)相对的内通光面用绝缘透明的光胶相连，外通光面镀1064nm和2128nm双色增透膜。
6.根据权利要求I所述的一种补偿走离和静态双折射的KTP调Q参量双功能器件，其特征在于 第一块KTP晶体(I)、相对第一块KTP晶体(I)旋转90°放置的第二块KTP晶体(2)、相对第一块KTP晶体(I)旋转180°放置的第三块KTP晶体(3)和相对第三块KTP晶体(3)旋转90°放置的第四块KTP晶体(4)依次放置，内通光面和外通光面镀1064nm和2128nm双色 增透膜。
全文摘要
本发明涉及一种补偿走离和静态双折射的KTP调Q参量双功能器件，包括外壳、电极、电光晶体，电光晶体包括从左到右依次设置的四块低电导率、Ⅱ类参量临界相位匹配角度切割的KTP晶体，依次旋转90°放置；在第一、三块KTP晶体的上、下通电面镀金膜，在第二、四块KTP晶体的前、后通电面镀金膜；从第一块晶体的上通电面、第二块晶体的前通电面、第三块晶体的下通电面和第四块晶体的后通电面引出金线，连接到正电极；从四块晶体的另一侧通电面引出金线，连接到负电极；器件电光调Q作用时采用退压工作方式。本发明实现参量作用和电光调Q两种功能的同时补偿了走离角和静态双折射相位延迟，消除了晶体加压时对相位匹配角的影响。
文档编号H01S3/115GK102983490SQ201210511359
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月4日 优先权日2012年12月4日
发明者张玉萍, 张会云, 张洪艳, 刘蒙, 尹贻恒 申请人:山东科技大学