[发明专利]一种可实现完全走离补偿的非线性光学晶体的切割方法

说明书

技术领域

本发明设计一种可实现完全走离补偿的非线性光学晶体的切割方法，属于晶体材料切割加工制备技术领域。

背景技术

激光技术是二十世纪人类的重要发明，在光存储、海底通信、大屏幕显示、激光医疗、微电子、微机械、激光全息技术等方面已获得飞速发展。非线性光学频率变换是实现激光变频的重要技术手段，对激光技术的发展和拓宽激光的应用领域具有十分重要的意义。非线性光学频率变换主要包括倍频、和频、差频和光参量振荡与放大等。

对于角度相位匹配过程，即临界相位匹配，通常存在走离角，即能流密度矢量方向与波矢方向的夹角，使得激光变频效率降低、变频输出的光束质量变差。目前，主要采用2N块尺寸，切割角度相同的非线性光学晶体在通光方向上通过机械式固定排列方式，或键合方式，或光胶方式前后叠加构成的走离补偿结构来补偿走离效应，提高变频效率并改善谐波光斑质量。因此，2N块在通光长度上完全一致，切割角度完全相同的非线性光学晶体的制备变得尤其重要。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何简单、精确的获得2N块在通光长度上完全一致，切割角度完全相同的非线性光学晶体，使该2N块非线性光学晶体可实现完全走离补偿或指向性补偿。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可实现完全走离补偿的非线性光学晶体的切割方法。本发明的步骤如下：

1)按相位匹配方向切割一块尺寸为长(L)×宽(W)×高(H)的晶体，长(L)×高(H)为通光面，宽(W)为通光长度，其对应通光方向，即相位匹配方向；

2)将晶体在长(L)方向上切割成长度相等的2N段，N为正整数。

本发明所述的切割方法制得的2N块非线性光学晶体构成的完全走离补偿装置，所述第奇数块晶体方向不动，第偶数块晶体以为长(L)或宽(W)为轴旋转180度，并将晶体依次放置在光路中，通过机械式固定排列方式，或键合方式，或光胶方式前后叠加而成。

在本技术方案中，先按相位匹配方向切割上述一块尺寸为长(L)×宽(W)×高(H)的晶体，再将晶体在长方向上切割2N段，在晶体加工精度和难度方面而言，可仅通过保证两个长(L)×高(H)面的平行度，就可以保证切割成2N段后的各块晶体在通光长度上完全一致、切割角度完全相同，从而实现完全走离补偿。而采用其他切割方式，则会提高加工难度，难以保证2N段晶体在通光长度上完全一致、切割角度完全相同。

(三)有益效果

1、本发明制备方法简单，成本低。

2、本发明制备的2N块非线性光学晶体在通光长度上完全一致，且切割角度也完全相同，可以实现完全走离补偿。

3、由于激光变频技术在各行各业的广泛应用，本发明应用前景广泛。

附图说明

图1为本发明专利的一种可实现完全走离补偿的两块在通光长度上完全一致，切割角度完全相同的BBO晶体的具体切割过程的结构图。图中C表示光轴方向。

图2为两块在通光长度上完全一致，切割角度完全相同的BBO晶体构成的完全走离补偿装置的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

Nd:YAG1064nm激光在BBO晶体中倍频，采用I类相位匹配方式，其相位匹配角为22.8度，获得一种可实现完全走离补偿的两块BBO晶体的步骤如下：

如图1所示，根据具体的使用情况，首先按相位匹配方向切割一块尺寸为8mm×7mm×4mm的BBO晶体(图1(a))，8mm×4mm为通光面，7mm为通光长度，其对应通光方向，即相位匹配方向；然后将晶体在长方向上切割成尺寸均为4mm×7mm×4mm的A和B两块晶体(图1(b))；使用时，A方向不动，B以长(L)或宽(W)为轴旋转180度，(图1(c))并将A和B依次放置在光路中，通过键合方式或光胶方式前后叠加构成完全走离补偿装置(图2),进行非线性频率变换并实现走离补偿。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应当涵盖在本发明的权利要求范围当中。