[发明专利]一种倍频器

说明书

技术领域

本发明涉及光学与激光领域，尤其涉及倍频器领域。

背景技术

一般来说，激光器的损伤阈值取决于各光学元件表面的光洁度和光学膜层， 而不是体材料。光学元件表面的刮痕、瑕疵、不完善等缺陷降低了光学元件表 面的损伤阈值，而光学膜层是所有激光系统中最脆弱的元件，膜层制作及激光 器使用过程中的一些缺陷及变化都可能引起膜层损伤，从而降低激光器的损伤 阈值。在固体激光系统所用的全部光学元件和材料中，损伤阈值变化最大的是 非线性晶体，表1示出了几种常见非线性晶体的典型损伤阈值。可见激光系统 中由于光学膜层的存在大大降低了激光器的损伤阈值。

表1：

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种新的倍频器结构来实现倍频光输出，尤其 是深紫外倍频光的输出。本发明中各光学器件表面均不需镀膜，因而可以消除 膜层问题对激光器性能的影响。

本发明是通过以下方案实现：

本发明的倍频器，包括三光学窗口片、一双折射晶体、一倍频晶体及一光 学晶体；所述各光学元件表面无镀各种介质膜，各光学元件之间直接相互光胶 结合；激光以布儒斯特角入射到第一光学窗口片(102A)，并被所述的倍频晶体 (104)倍频，所述的双折射晶体(105)利用o光和e光折射率不同使倍频光 (λ/2)全透射后通过光学晶体(106)再通过第三光学窗口片(103)后倍频输 出，基波光(λ)全内反射后通过第二光学窗口片(102B)后基频输出。

进一步的，所述的光学晶体(106)可以是普通光学材料晶体或者是与所述 的双折射晶体(105)相同基质但不同晶体结构的晶体；所述的光学晶体(106) 折射率与倍频晶体(104)接近。

进一步的，所述的第一光学窗口片、第二光学窗口片(102B)、第三光学窗 口片(103)为普通窗口片或布儒斯特片。更进一步的，所述的普通窗口片是普 通光学波片。所述的布儒斯特片是布儒斯特波片。

进一步的，所述的倍频晶体(104)为I类相位匹配晶体。

进一步的，所述的双折射晶体(105)可为光学玻璃。

进一步的，所述的双折射晶体(105)与倍频晶体(104)与光学晶体(106) 可为同种物质，也可为相同基质不同晶体结构的材料，或不同物质；并且各晶 体折射率接近。例如，所述的倍频晶体(104)为β-BBO晶体，光学晶体(106) 为a-BBO晶体。

本发明采用如上技术方案，其优点是：这种装置中所有光学元件表面均不 需镀膜，可避免膜层损伤对激光器性能的影响，尤其是对于一些不易镀膜或所 镀膜层易受损伤的晶体，因而可大大提高激光器的损伤阈值及使用寿命。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图说明和具体实施方式对本发明进一步说明。

本发明的主要原理是：将两边相互平行的光学窗口片，两边相互平行的双 折射晶体及梯形的倍频晶体等光学元件直接相互光胶。光以布儒斯特角入射到 窗口片，按照I类相位匹配方式实现倍频，并利用双折射晶体对o光和e光的 不同折射率使基波光和倍频光自动分开。

参阅图1所示的实施例，其中101为入射基波光λ，102A、102B为光学窗 口片，其折射率为n₁，103为普通窗口片或波片，104为倍频晶体，其采用I类 相位匹配角切割，光轴垂直于纸面，其折射率为n₂，105为双折射晶体，其o 光和e光折射率不同，且n_o＞n_e，材料可与倍频晶体104相同也可不同，其光轴 平行于光学表面，且n_o≈n₁≈n₂；光学晶体106亦为双折射晶体，材料可与倍频 晶体104相同也可以不同，当与倍频晶体104为同种材料时，晶体加工方向相 对入射光处于相位失配状态，不产生倍频光，θ为布儒斯特角。光学窗口片102A、 102B，普通窗口片或波片103，倍频晶体104，双折射晶体105及光学晶体106 之间相互直接光胶成一体。