[发明专利]产生超连续白光激光的装置及非线性激光晶体制作方法

权利要求书

1.一种产生超连续白光激光的装置，包括泵浦光源和非线性激光晶体，其特征在于，所述泵浦光源为中红外飞秒脉冲激光光源；

所述非线性激光晶体包括一系列的元胞，所述一系列元胞在光传播方向上的长度沿着光传播方向按照连续的啁啾变化而改变。

2.根据权利要求1所述的产生超连续白光激光的装置，其特征在于，所述非线性激光晶体中，根据Λ(z)＝Λ₀/[L+(D_gΛ₀z/2π)]，确定每个所述元胞在z方向上的长度，其中z表示某一个元胞所对应的z方向上的位置坐标，z方向为所述光传播方向，其中Λ₀为所述飞秒脉冲激光的中心波长所对应的倍频过程所需要的极化周期，D_g为啁啾度，L为非线性激光晶体长度。

3.根据权利要求2所述的产生超连续白光激光的装置，其特征在于，所述的元胞对应的z方向上的位置坐标为该元胞的起始处的坐标。

4.根据权利要求2所述的产生超连续白光激光的装置，其特征在于，所述极化周期Λ₀、啁啾度D_g、非线性激光晶体长度L的数值组合使所述非线性激光晶体的倒格矢呈现为分布在不同位置的若干个倒格矢带。

5.根据权利要求4所述的产生超连续白光激光的装置，其特征在于，所述的若干个倒格矢带分别对应于不同波段的宽带超连续激光参与的非线性频率转换过程，且每个倒格矢带有效地补偿具有连续频谱分布的宽带超连续激光参与的非线性频率转换过程。

6.根据权利要求4所述的产生超连续白光激光的装置，其特征在于，所述的若干个倒格矢带分别对应于泵浦光波段的二次及高阶次谐波的非线性频率转换，为这些非线性频率转换提供有效的相位补偿，并且使得多个二次及高阶次谐波的波段组合后能够覆盖整个可见光波段。

7.根据权利要求1所述的产生超连续白光激光的装置，其特征在于，所述非线性激光晶体采用铁电晶体材料制作，所述铁电晶体材料为铌酸锂晶体材料、掺镁铌酸锂晶体或者钽酸锂晶体材料。

8.一种非线性激光晶体的制作方法，其特征在于，包括下列步骤：

1)制备具有特定图案的掩模板，该掩膜版上的图案对应于所述非线性激光晶体的一系列元胞；所述一系列元胞的在光传播方向上的长度沿着光传播方向按照连续的啁啾变化而改变；

2)在非线性激光晶体的表面旋涂光刻胶，将掩模板的图案转移并固化在光刻胶上；

3)将非线性激光晶体两面分别与导电介质接触，然后通过导电介质在晶体上下表面加上大于晶体矫顽场的电场，使得所述非线性激光晶体上没有光刻胶的区域能通过电流并使得极化方向逆转，而保留有光刻胶的区域仍然保持原有的极化方向。

9.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述步骤1)还包括：尝试不同的极化周期Λ₀、啁啾度D_g和长度L的数值组合，依据公式Λ(z)＝Λ₀/[L+(D_gΛ₀z/2π)]，确定对应于各种参数数值组合的元胞的极化周期序列，然后模拟出这些元胞极化周期序列所对应的倒格矢带组合，进而模拟出最终输出的激光的波段并优选出参数数值组合，根据该参数数值组合所对应的元胞极化周期序列确定掩膜版上的图案。

10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述步骤1)还包括：分析每种倒格矢带组合所提供的非线性过程的相位补偿，进而模拟出最终输出的激光的波段，如果所模拟出的最终输出的激光的波段连续且能够覆盖可见光波段，则判定对应的参数数值组合符合要求，根据该参数数值组合所对应的元胞极化周期序列确定掩膜版上的图案。