[发明专利]一种用于多波长倍频和/或和频的波长转换元件及激光光源

权利要求书

1.一种用于多波长倍频和/或和频的波长转换元件，其特征在于，包括非线性晶体，在所述非线性晶体中沿光路方向依次设置至少两个有自发极化方向周期性交替变化而形成的铁电畴光栅；

所述每一光栅对应其中一组待倍频和/或和频的基频光，且该光栅的周期满足入射的基频光和相应的出射光之间的准相位匹配。

2.根据权利要求1所述的用于多波长倍频和/或和频的波长转换元件，其特征在于，所述非线性晶体为铌酸锂晶体、掺镁铌酸锂晶体、钽酸锂晶体、掺镁钽酸锂晶体、近化学计量比铌酸锂、掺镁近化学计量比铌酸锂、近化学计量比钽酸锂或者掺镁近化学计量比钽酸锂中的一种。

3.根据权利要求1所述的用于多波长倍频和/或和频的波长转换元件，其特征在于，不同光栅的光栅长度D相同或者不同，不同光栅的光栅周期∧不同。

4.根据权利要求1所述的用于多波长倍频和/或和频的波长转换元件，其特征在于，所述级联方式为沿光路方向的串联方式，具有不同周期的光栅在光路中不存在先后顺序。

5.一种激光光源，其特征在于，包括设置于光路中的激光器、多波长晶体和上述权利要求1-4任一项所述的用于多波长倍频和/或和频的波长转换元件；

所述激光器的出射光为单波长光线，该单波长光线入射至多波长晶体，经由所述多波长晶体出射的光为多波长光线，所述多波长光线入射至所述波长转换元件的非线性晶体，经由该非线性晶体的出射光为输出光谱；

所述非线性晶体中的光栅周期与所述多波长光线的不同波长相对应，以实现多波长光线与所述输出光谱的准相位匹配，所述输出光谱为所述多波长光线的倍频光和/或和频光。

6.根据权利要求5所述的激光光源，其特征在于，所述非线性晶体中的光栅周期与所述多波长光线的不同波长相对应，具体对应关系是，根据准相位匹配原理和多波长光线中的不同波长分别计算，获取不同波长对应的光栅周期。

7.根据权利要求6所述的激光光源，其特征在于，所述多波长光线为两个波长分别为λ₁和λ₂的光谱，两个不同波长对应三个不同的光栅周期，则经由所述非线性晶体的输出光谱分别为λ₁和λ₂的倍频光谱，以及λ₁和λ₂两者的和频光谱。

8.根据权利要求6所述的激光光源，其特征在于，所述多波长光线为三个波长分别为λ₁、λ₂和λ₃的光谱，三个不同波长对应六个不同的光栅周期，则经由所述非线性晶体的输出光谱分别为λ₁、λ₂和λ₃的倍频光谱，以及λ₁和λ₂的和频光谱、λ₃和λ₂的和频光谱、λ₁和λ₃的和频光谱。

9.根据权利要求5所述的激光光源，其特征在于，所述多波长晶体是钕镁共掺的铌酸锂或钕镁共掺的钽酸锂。

10.根据权利要求5所述的激光光源，其特征在于，所述输出光谱为绿光、蓝光或者红光。

11.根据权利要求5所述的激光光源，其特征在于，还包括谐振腔，所述非线性晶体设置于所述谐振腔的腔内或者腔外。

12.根据权利要求11所述的激光光源，其特征在于，所述非线性晶体设置于所述谐振腔的腔内，该谐振腔由所述多波长晶体的第一端面及设置于非线性晶体之后的输出镜构成；

所述多波长晶体的第一端面设置多波长光线和出射光谱的反射膜，以及单波长光线的增透膜；

所述输出镜上设置多波长光线的高反膜和出射光谱的增透膜。

13.根据权利要求11所述的激光光源，其特征在于，所述非线性晶体设置于所述谐振腔的腔内，所述非线性晶体的长度范围是大于等于0.5mm，且小于等于3.0mm；

所述非线性晶体设置于所述谐振腔的腔外，所述非线性晶体的长度范围是大于等于10mm，且小于等于30mm。