[实用新型]单体异型高效相位共轭反射镜

说明书

本实用新型属于光学实验技术中的元件，特别是用于激光技术领域。

BaTiO₃相位共轭反射镜目前在实验室中已获得反射率为30％－50％的相位共轭波输出。常规的相位共轭镜是用BaTiO₃磨成矩形、长方型六面抛光的晶体做成，为了提高相位共轭镜反射率，有的在晶体表面镀反射膜或放置外反射镜构成线性或环形腔结构。但是这类镜子在制做上较困难不易成批生产，抗失谐能力低，以及反射率满足不了当前实际需要。

参考文献：

1、BaTiO₃自泵浦相位共轭镜

《光学学报》V01.9、598（1989）

2、Photorefractive  nonlinear  optics  and  optical  comput－ing

“Optical  Engineering”Vo1.28、328（1989）

本实用新型的目的在于：克服上述各类相位共轭反射镜的缺点和不足，提供一种单体异型高效相位共轭反射镜，该反射镜制做简单，具有相位共轭反射率＞50％的性能，并具有高反射域宽、抗失谐能力强、可批量生产的特点。

BaTiO₃晶体的优越性在于它比其它光折变晶体具有更大的 Pockels系数，从而便BaTiO₃晶体的光折变效应要比其它光折变晶体强许多。在BaTiO₃晶体，最大的Pockels系数是γ₄₂＝γ₅₁（γ₄₂＝1640×10^－12m／v），显然，为获得最大相位共轭波输出，光束在晶体的 （100）面内传输时，当传输光束与晶轴C方向夹角近45°时为最好，这是因为在这种配置下，γ₄₂的贡献最大。对常规的BaTiO₃相位共轭反射镜，由于BaTiO₃晶体本身的折射系数很大（n＝2.42），至使外界入射光束不可能在晶体内折射后，在晶体内的传输光束能与晶轴正C方向成45°角（BaTiO₃的内全反射角为24°24′）。换言之，根据上述的判据，现有的常规BaTiO₃相位共轭镜并未工作在最佳工作区，故所得相位共轭反射率并非最佳反射率。

本实用新型的异型相位共轭反射镜是用BaTiO₃晶体材料制做。对把Z方向取为晶轴正C方向已抛光好的矩形或长方形晶体再抛光一个（01T）面或（和）（011）面，它可像图1、图2、图3所示的形状，然后进行极化。当入射光束在（100）面内近垂直（01T）或（011）面入射到晶体内，即可实现入射光束在晶体内的折射光束与晶轴正C方向成近45°角配置，从而实现该晶体获得最佳的相位共轭反射率输出。利用这种原理研制成的相位共轭反射镜已获得＞50％反射率的相位共轭波输出。

实施例：

对给定的BaTiO₃晶体毛坯（已经定向并粗加工切割好的晶块），经细磨并抛光加工成6.23mm×6.42mm×5.5mm（c×a×b）的长方形晶块，再磨（01T）面。为保证加工精度，要求加工中边定向边加工（加工精度小于30′）。（01T）面为一长方形，其长边与晶体的一条边棱相同称为A边，短边称为B边（图1）。A＝5.5mm；B＝3mm。晶体加工完毕后在C方向加电场进行极化，加工极化好的晶体置于光学调节架上，光束近垂直（01T）面入射到晶体内，这样可极容易地实现晶体内的传输光束与晶体C方向成近45°角的配置，从而达到最大限度利用r₄₂的目的，获得相位共轭高反射率输出。

使用本实用新型制成的相位共轭反射镜与常规的相位共轭反射镜相比具有下述明显的优点：

（1）反射率高、结构简单。目前国内外通用的BaTiO₃相位共轭反射镜反射率实验室水平为30％－50％左右，人们为了提高共轭镜反射率，采用了镀膜或外置反射镜（形成线性或环形腔）等方法，但本实用新型制做的单体异型共轭反射镜，无需在晶体上镀膜或安放外置反射镜，反射率已大于50％，且具有使用调正方便的优点。

（2）高反域宽、抗失谐能力强。使用本实用新型制成的相位共轭反射镜与常规相位共轭镜相比具有较宽的高反射域（反射率＞50％区域），从而调正容易且具有较高的抗失谐能力，这在实际应用中将是十分突出的优点。

（3）本实用新型给出的设计，将是对任何给定的BaTiO₃晶体材料的最佳反射率设计，这将为确保批量生产高质量相位共轭反射镜提供了技术依据，从而将为相位共轭反射镜的更广泛应用创造有利条件。