[发明专利]一种激光倍频晶体频率转换效率测量系统及性能表征方法

权利要求书

1.一种激光倍频晶体频率转换效率测量系统，其特征在于，包括：

高刚度基板(1)，为矩形平板，用以安装载物板(2)和X向精密电动平移台(5)；

载物板(2)，四脚固定在所述高刚度基板(1)上，用于承载KDP晶体元件(4)；

X向精密电动平移台(5)，固定在所述高刚度基板(1)上，用于承载Y向精密电动平移台(6)，并实现X方向水平移动；

Y向精密电动平移台(6)，固定在所述X向精密电动平移台(5)中心位置，用于安装激光器(7)，并实现Y方向竖直移动；

激光器(7)，固定于U型转接架(8)一端，用于产生基频激光；

U型转接架(8)，固定在所述Y向精密电动平移台(6)中心位置，用于连接激光器(7)与激光接收器(9)，确保在平移台运动过程中，激光接收器(9)与激光器(7)相对位置保持不变；

激光接收器(9)，固定于所述U型转接架(8)另一端，其内部为倍频效应测量光路，用于测量透过KDP晶体元件(4)后的二倍频激光功率；

控制器模块(10)，包括控制器、计算器、显示屏(16)、控制面板(17)以及数据传输接口，一方面用于实现所述X向精密电动平移台(5)和Y向精密电动平移台(6)的运动控制，通过所述X向精密电动平移台(5)、Y向精密电动平移台(6)的交替运动实现对所述KDP晶体元件(4)通光口径的遍历式测量；另一方面，实现对所述激光器(7)和激光接收器(9)的初始设置、实时监控和数据处理。

2.根据权利要求1所述激光倍频晶体频率转换效率测量系统，其特征在于，所述载物板(2)上设有3个微调旋钮(12)，用于调节KDP晶体元件(4)与激光垂直。

3.根据权利要求1所述激光倍频晶体频率转换效率测量系统，其特征在于，所述载物板(2)上设有用于固定KDP晶体元件(4)的晶体固定架(3)。

4.根据权利要求1所述激光倍频晶体频率转换效率测量系统，其特征在于，所述激光器(7)为YAG固体激光器，用于产生1.06μm红外激光。

5.根据权利要求1所述激光倍频晶体频率转换效率测量系统，其特征在于，所述倍频效应测量光路包括反射镜(13)、功率计(14)和散射片(15)，其中，所述反射镜(13)表面镀有一层介质膜，以分离基频光与二倍频光，激光器(7)发射的激光经调节KDP晶体元件(4)后打在反射镜(13)上，功率计(14)设置于反射镜(13)反射光路上，用于测量倍频激光功率，散射片(15)设置于反射镜(13)的透射光路上，用以吸收及散射基频激光。

6.根据权利要求5所述激光倍频晶体频率转换效率测量系统，其特征在于，所述介质膜对1.06μm激光全透而对0.53μm激光全反。

7.根据权利要求1或5所述激光倍频晶体频率转换效率测量系统，其特征在于所述激光接收器(9)上设置有激光接收器小孔(11)，激光器(7)产生的基频激光穿过KDP晶体元件(4)，经激光接收器小孔(11)进入倍频效应测量光路。

8.基于权利要求1所述激光倍频晶体频率转换效率测量系统的频率转换性能表征方法，其特征在于，在满足5级洁净要求的光学精密测量环境中，具体执行如下步骤：

步骤1：将KDP晶体元件(4)竖直摆放在载物板(2)上将其固定；

步骤2：调节使得激光器(7)发出的激光垂直透过KDP晶体元件(4)，进入到激光接收器(9)内，倍频效应测量光路捕获到倍频激光功率数据；

步骤3：X向精密电动平移台(5)、Y向精密电动平移台(6)移动到坐标原点处；

步骤4：设定KDP晶体元件(4)外形尺寸参数、通光口径大小及激光接收器(9)中的采样间距；

步骤5：X向精密电动平移台(5)、Y向精密电动平移台(6)交替间续运动，逐点采集数据，直至遍历KDP晶体元件(4)完整通光口径，获得倍频激光功率矩阵z；

步骤6：控制器模块(10)中的计算器根据测得的功率矩阵z求解得到表征KDP晶体元件(4)全通光口径频率转换效率的均值

步骤7：值的计算结果显示在控制器模块(10)的显示屏(16)上，测得的倍频激光功率矩阵z以及值计算结果均通过控制器模块(10)中的数据传输接口导出。