[发明专利]非傍轴自加速倍频光束调控装置及方法

权利要求书

1.一种非傍轴自加速倍频光束调控装置，其特征在于，所述装置包括：电场单元、准相位匹配单元和滤波单元；

所述电场单元，与所述准相位匹配单元电性相连，用于加载电场给所述准相位匹配单元，以使所述准相位匹配单元内部产生线性电光效应；

所述准相位匹配单元，还设置在所述滤波单元的前端，用于根据准相位匹配条件将来自光源的基频光束转换为非傍轴自加速倍频光束，并利用所述线性电光效应调整所述准相位匹配条件，以调控所述非傍轴自加速倍频光束的偏振状态和强度，并将调控后的非傍轴自加速倍频光束发射给所述滤波单元；

所述滤波单元，用于从接收的光束中，滤除穿过所述准相位匹配单元的基频光束，得到所述调控后的非傍轴自加速倍频光束。

2.如权利要求1所述非傍轴自加速倍频光束调控装置，其特征在于，所述滤波单元出射的调控后的非傍轴自加速倍频光束为频域中的非傍轴自加速倍频光束，则所述装置还包括傅立叶变换单元；

所述傅立叶变换单元，设置在所述滤波单元的后端，用于接收从所述滤波单元出射的频域中的非傍轴自加速倍频光束，并将所述频域中的非傍轴自加速倍频光束进行傅立叶变换，得到空间域中的非傍轴自加速倍频光束。

3.如权利要求1所述的非傍轴自加速倍频光束调控装置，其特征在于，所述电场单元的电场方向与所述基频光束的入射方向垂直。

4.如权利要求1所述的非傍轴自加速倍频光束调控装置，其特征在于，所述准相位匹配单元为光学超晶格，则所述光学超晶格的极化公式包括：

χ⁽²⁾(x,y)＝d_ijsquare(T,D)；

式中，d_ij表示所述准相位匹配单元的非线性光学系数，square(T,D)表示周期T为2π、范围为[-1,1]且占空比为D％的方波函数，f_x表示x方向的倒格矢，x方向表示所述基频光束的传播方向，f_c表示横向调制频率，表示所述基频光束的傅立叶谱的相位，Λ表示传播方向上的极化周期长度。

5.如权利要求1所述的非傍轴自加速倍频光束调控装置，其特征在于，所述准相位匹配单元为周期极化后的钽酸锂晶体。

6.一种非傍轴自加速倍频光束调控方法，其特征在于，应用于如权利要求1至5中的任一项所述的非傍轴自加速倍频光束调控装置，所述方法包括：

控制所述准相位匹配单元根据准相位匹配条件将来自光源的基频光束转换为非傍轴自加速倍频光束；

控制所述电场单元加载电场给所述准相位匹配单元，以使所述准相位匹配单元内部产生线性电光效应；

控制所述准相位匹配单元利用所述线性电光效应调整所述准相位匹配条件，以调控所述非傍轴自加速倍频光束的偏振状态和强度，并将调控后的非傍轴自加速倍频光束发射给所述滤波单元；

控制所述滤波单元从接收的光束中，滤除穿过所述准相位匹配单元的基频光束，得到所述调控后的非傍轴自加速倍频光束。

7.如权利要求6所述非傍轴自加速倍频光束调控方法，其特征在于，所述滤波单元出射的调控后的非傍轴自加速倍频光束为频域中的非傍轴自加速倍频光束，则所述方法还包括：

控制所述傅立叶变换单元接收从所述滤波单元出射的频域中的非傍轴自加速倍频光束，并将所述频域中的非傍轴自加速倍频光束进行傅立叶变换，得到空间域中的非傍轴自加速倍频光束。

8.如权利要求6所述的非傍轴自加速倍频光束调控方法，其特征在于，所述控制所述准相位匹配单元根据准相位匹配条件将来自光源的基频光束转换为非傍轴自加速倍频光束之前，包括：

将来自光源的基频光束从垂直于所述电场单元的电场方向的方向入射所述准相位匹配单元。

9.如权利要求8所述的非傍轴自加速倍频光束调控方法，其特征在于，所述将所述基频光束从垂直于所述电场单元的电场方向的方向入射所述准相位匹配单元之前，包括：

将待极化晶体极化，得到所述准相位匹配单元。

10.如权利要求9所述的非傍轴自加速倍频光束调控方法，其特征在于，通过以下公式，将待极化晶体极化，得到所述准相位匹配单元：

χ⁽²⁾(x,y)＝d_ijsquare(T,D)；

式中，d_ij表示所述准相位匹配单元的非线性光学系数，square(T,D)表示周期T为2π、范围为[-1,1]且占空比为D％的方波函数，f_x表示x方向的倒格矢，x方向表示所述基频光束的传播方向，f_c表示横向调制频率，表示所述基频光束的傅立叶谱的相位，Λ表示传播方向上的极化周期长度。