[发明专利]非线性光锁定聚焦模块

说明书

本发明涉及非线性光锁定聚焦模块，属于非线性光学领域。本发明提出了一种非线性光锁定聚焦模块，采用波长λ激光在非线性晶体内通过非线性光学效应产生波长Λ的光，用内表面针对波长Λ镀有高反射率膜层的两面镜片形成的共心腔将波长Λ的非线性光锁定在腔内多次反射聚焦于检测点用以增强激光光谱信号，检测点处样品光谱信号可沿共心腔轴向或垂直于轴向探测，该方法可以使光谱信号增强100倍以上。

技术领域

本发明涉及非线性光学，特别涉及非线性光锁定聚焦模块。

背景技术

在铌酸锂、钽酸锂、磷酸钛氧钾(KTP)、磷酸二氢钾(KDP)、偏硼酸钡(BBO)等非线性光学材料中，输入特定波长的激光可通过高次谐波、光学混频等非线性效应产生新的波长的光。这一非线性光学效应目前已被广泛应用，例如：常用的532nm激光一般由Nd:YAG晶体产生的1064nm基频光经过倍频晶体(KTP，LBO，PPLN等)经过非线性效应倍频之后产生532nm激光。

目前，拉曼光谱、激光诱导击穿光谱等技术已广泛应用于分子和原子的定性和定量分析，而针对微量物质的分析受限于信号强度，因而对于微弱信号增强方法的需求越来越迫切。由于信号光强度与激发光功率成正比，提高激发光功率是增加信号强度的有效方法。但增加激光功率意味着更大的激光器体积和重量，散热难度的增加，以及更高的成本。结合非线性光学效应、特殊镀膜光学元件的多次反射激发光聚焦增强模块是有效提升拉曼光谱、激光诱导击穿光谱等信号强度的另一种可能。

发明内容

本发明提出了一种非线性光锁定聚焦模块，采用波长λ激光在非线性晶体内通过非线性光学效应产生波长Λ的光，用内表面针对波长Λ镀有高反射率膜层的第一镜片和第二镜片形成的共心腔将波长Λ的非线性光锁定在腔内多次反射聚焦于检测点用以增强激光光谱信号，检测点处样品光谱信号可沿共心腔轴向或垂直于轴向探测。

本发明的技术方案为：非线性光锁定聚焦模块。

本发明的装置包括：激光器、第一镜片、样品池、非线性晶体、第二镜片、第一表面、第二表面、第三表面、第四表面、探测点。第一镜片的第二表面镀有针对波长λ高透射率同时针对波长Λ高反射率的膜层，第二镜片的第三表面镀有针对波长Λ高反射率的膜层。激光器输出波长λ的激光后由第一镜片聚焦于检测点，后在非线性晶体内通过倍频等非线性效应产生波长的光，波长Λ的光由第三表面反射后透射非线性晶体并聚焦于探测点，后经第二表面反射后聚焦于探测点，进入下一个循环。这样，第二表面和第三表面形成以探测点为焦点的共心腔，波长Λ的光在两者之间多次反射，并每次聚焦于探测点。探测点位于样品池内，样品池四面分别有四个窗口片用以透光。其中，垂直于第一镜片和第二镜片组成的共心腔轴向的两片窗口片的两个表面均镀有针对波长Λ高透射率的膜层。同时，非线性晶体垂直于共心腔轴向的两面均镀有针对波长Λ高透射率的膜层。

本发明的有益效果在于：

1.将用于激发样品光谱信号的非线性光锁定在共心腔内，通过多次反射聚焦可将光谱信号强度提升100倍以上；

2.检测点处可以是气态、液态、固态等各种形态的待测样品；

3.信号光可沿第二表面和第三表面组成的共心腔轴向或垂直于该轴向探测。

附图说明

图1为本发明的实施方式的装置结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。