[发明专利]基于级联光参量过程的高功率红绿蓝激光器

权利要求书

1.一种基于级联光参量过程的高功率红绿蓝激光器，其特征是，它包括基波光源，基波光源经过衰减器(2)和小孔(3)，经准直系统(4)和聚焦系统(5)后聚焦，聚焦后进入光学谐振腔，光学谐振腔与反射镜(10)相配合。

2.如权利要求1所述的基于级联光参量过程的高功率红绿蓝激光器，其特征是，所述的基波光源(1)为脉冲或准连续的光源，由泵浦光源发出，泵浦光源为532nm绿光，重复频率为从1Hz到150KHz调谐。

3.如权利要求1所述的基于级联光参量过程的高功率红绿蓝激光器，其特征是，所述聚焦系统(5)为柱透镜。

4.如权利要求1所述的基于级联光参量过程的高功率红绿蓝激光器，其特征是，所述光束谐振腔包括前腔镜(6)、级联结构光学超晶格(8)和后腔镜(7)，光学超晶格置于控温炉(9)中；所述控温炉(9)的控制精度为0.1℃，前腔镜(6)镀有多层膜，且前腔镜(6)为圆形凹面镜，后腔镜(7)镀有多层膜，且后腔镜(7)为柱形凹面镜。

5.如权利要求4所述的基于级联光参量过程的高功率红绿蓝激光器，其特征是，所述级联结构光学超晶格(8)包括准周期、非周期、双周期和级联周期；级联结构光学超晶格(8)的基质材料包括同成分LiTaO₃、同成分LiNbO₃、化学计量比LiTaO₃、化学计量比LiNbO₃、掺MgO的铌酸锂、掺MgO的钽酸锂、磷酸钛氧钾晶体KTP和磷酸钛氧铷晶体RTP。

6.如权利要求4或5所述的基于级联光参量过程的高功率红绿蓝激光器，其特征是，所述级联结构光学超晶格优选公度比双周期结构光学超晶格，以提高光学超晶格极化质量，实现高效高功率的红绿蓝三色激光输出。

7.如权利要求6所述的基于级联光参量过程的高功率红绿蓝激光器，其特征是，所述双周期结构是由一个周期结构叠加在另外一个的周期上，两个周期分别标为l和L，l＜L，相应的调制序列分别为f₁(x)和f₂(x)，f₁(x)和f₂(x)只取+1和-1，代表两个相反的极化方向，双周期结构如下：

f(x)=f1(x)f2(x)=Σm,n=-∞∞gmgne-i(Gm+Gn)x=Σm,n=-∞∞gm,ne-iGm,nx]]>

其中双周期的倒格矢由G_m，n＝G_m+G_n＝mG_l+nG_L来决定，其中G_m和G_n分别是两调制周期提供的任意阶倒格矢，傅里叶系数由g_m，n＝g_mg_n来决定；G_l＝2π/l和G_L＝2π/L是两个调制周期的一阶倒格矢，m，n是倒格矢的阶数，取值范围为任意整数；

双周期结构提供的两个倒格矢同时匹配两个非线性变频过程中的位相失配：参量下转换及和频；参量下转换由532nm绿光下转换至624nm红光和3604nm红外闲置光，和频过程为532nm绿光与3604nm红外光和频转换为463.4nm蓝光，两个过程的相位失配由双周期结构提供的不同倒格矢G_m，n和G_m’n’补偿：

Δk₁＝k_p-k_r-k_i-G_m，n＝0

Δk₂＝k_b-k_p-k_i-G_m′，n′＝0

这里k_p，k_r，k_i，k_b分别为泵浦绿光，红光，红外光和蓝光的波矢。