一种级联三次谐波的产生装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种级联三次谐波的产生装置，属于非线性光学领域。包括基频光源系统、控温炉和一块多周期级联晶体；所述的基频光源系统连接半波片、格兰棱镜、小孔光阑和第一聚焦透镜，入射光束经多周期级联晶体产生的二次谐波和基波再进行和频作用，产生三次谐波输出；所输出光波经第二聚焦透镜、高反镜、带通滤光片，再被探测器接收。本发明将倍频与和频过程集成在一块多周期级联晶体上，通过改变多周期级联晶体与基波的作用区域，可以同时实现两个非线性过程的相位匹配，系统结构紧凑，设计灵活；可以实现稳定高效的宽带级联三次谐波输出。
【专利说明】一种级联三次谐波的产生装置
【技术领域】
[0001]本发明属于非线性光学领域，特别涉及一种利用一块多周期结构非线性晶体实现级联三次谐波产生的装置。
【背景技术】[0002]三次谐波广泛应用于非线性光学的各个领域中，例如:三阶非线性极化率的测量、非线性相移的累积研究、多色孤子的传播等。另外，三次谐波是产生高次谐波的中间手段。例如:三次谐波与基波混频产生的四次谐波可用于通讯光纤的光栅制造。三次谐波与倍频光波混频产生的五次谐波深紫外激光可以用于光阻材料刻蚀等。
[0003]三次谐波激光产生方式可分为两种，一种是直接利用晶体的三阶非线性，直接产生三次谐波。但是由于三阶非线性系数X (3)很小，所以三次谐波产生过程的效率很低。另外一种方法是通过级联来产生三次谐波的方案。级联三次谐波的产生，指的是先通过倍频(SHG:
【权利要求】
1.一种级联三次谐波的产生装置，其特征在于该装置包括基频光源系统、控温炉和一块多周期级联晶体，所述的多周期级联晶体置于控温炉中，用于改变在某一极化周期下倍频与和频过程的相位失配量，以实现高效的宽带三次谐波转化输出；所述基频光源系统到多周期级联晶体的光路上依次设有半波片、格兰棱镜、小孔光阑和第一聚焦透镜，多周期级联晶体的输出光路上依次设有第二聚焦透镜、高反镜、带通滤光片和探测器。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的基频光源系统为光纤激光器或者固体激光器，激光器以脉冲运转、准连续运转或连续运转中的任意一种状态工作；基频光源为1550 nm波段的激光器，波长输出范围可调谐，用以实现在某一极化周期下倍频与和频过程相位失配量的调节，以获得高效率三次谐波输出。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的多周期级联晶体的畴结构包括均匀周期和非均匀周期，级联晶体的结构包括体结构和波导结构，级联晶体的基质材料包括同成分铌酸锂或钽酸锂晶体、近化学计量比铌酸锂晶体或钽酸锂晶体、掺镁铌酸锂晶体、掺镁钽酸锂晶体以及磷酸钛氧钾晶体。
4.根据权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于所述的多周期级联晶体输入和输出端面上的介质膜根据三次谐波输出的要求进行设计，以提高三次谐波转化效率。
5.根据权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于所述的控温炉的温度调节范围为25 V~200 °C，温度调节精度为0.1 °C。
6.根据权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于通过半波片和格兰棱镜控制基频光的能量和偏振态，高反镜用以滤去剩余的基频光，带通滤光片用以采集倍频光或三次谐波，探测器用以监测三 次谐波的光谱或能量。
【文档编号】H01S3/108GK103606813SQ201310653747
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年12月9日 优先权日:2013年12月9日
【发明者】张双根, 尤文超 申请人:天津理工大学