[发明专利]一种测试激光倍频晶体性质的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及晶体性质测试技术领域，特别涉及一种测试激光倍频晶体性质的装置和方法。

背景技术

激光共焦扫描显微镜能对被测试物体进行三维扫描成像，在生物组织内部结构的微观探测上有重要应用。目前常见的激光共焦扫描显微镜大都是利用被测试物体的荧光效应进行测试，被测物体大多是非晶态或者是多晶态。

近年来，关于倍频晶体的研究工作取得了重大进展。对于具有激光倍频效应的单晶态物体，目前缺少对其性质的测试装置和方法。目前对激光倍频晶体的微观结构和微观缺陷进行无损探测非常困难，用常规的元素分析和结构测定方法观测激光倍频晶体不仅具有破坏性，而且很难将微观结构和缺陷测定。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种测试激光倍频晶体性质的装置和方法，其可以对激光倍频晶体的微观结构和微观缺陷进行无损探测。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种测试激光倍频晶体性质的装置，它包括依次设置的激光光源、入射激光光路、载物台、二次谐波激光光路、针孔、入射光滤色片和光电倍增管；

该入射激光光路包括平行放置的第一凸透镜和第二凸透镜；

该二次谐波激光光路包括平行放置的第三凸透镜和第四凸透镜；

该激光光源位于该第一凸透镜的外侧焦点处；该针孔位于该第四凸透镜的外侧焦点处；

用于放置待测激光倍频晶体的载物台位于该第二凸透镜及该第三凸透镜的焦点重合处。

一种利用所述的装置测试激光倍频晶体性质的方法，包括下列步骤：

根据入射激光的波长以及待测激光倍频晶体的双折射率确定入射激光和二次谐波激光的相位匹配角度；

将待测激光倍频晶体按照相位匹配角度加工成激光倍频晶体器件，并放置于所述载物台上；

开启所述激光光源，发出的激光光束经过所述入射激光光路聚焦在该激光倍频晶体器件的待测区域，该处的入射激光被倍频成为二次谐波激光并经过所述二次谐波激光光路聚焦通过所述针孔，经过所述入射光滤色片，打在所述光电倍增管上；

测定并记录打在所述光电倍增管上二次谐波光强度。

所述激光光源可以选择不同波长、不同功率。

本发明的有益效果是：本发明利用激光倍频晶体具有激光倍频效应这一性质，对该晶体产生的二次谐波的强度进行测定，从而能判定该晶体的结构、缺陷和性质等，并且不对激光倍频晶体造成破坏。

附图说明

图1是本发明测试激光倍频晶体性质的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的进行详细的描述。

如图1所示，本发明提供一种测试激光倍频晶体性质的装置，能利用激光倍频晶体对入射激光进行倍频的功能来测试晶体的性质，它包括依次设置的激光光源1、入射激光光路2、载物台3、二次谐波激光光路4、针孔5、入射光滤色片6、光电倍增管7。其中，该入射激光光路2和该二次谐波激光光路4分别包括两个平行放置的凸透镜，即第一凸透镜21、第二凸透镜22、第三凸透镜41、第四凸透镜42。待测激光倍频晶体置于该载物台3上并位于该第二凸透镜22及该第三凸透镜41的焦点重合处。该激光光源1位于该第一凸透镜21的外侧焦点，根据被测试晶体的不同需求，激光光源可改变为不同波长、不同功率。该针孔5位于该第四凸透镜42的外侧焦点处。激光光源1的光线经该入射激光光路2产生入射激光并聚焦在激光倍频晶体上，而此处晶体产生的二次谐波激光经过二次谐波激光光路4聚焦在针孔5上，通过针孔5的二次谐波激光经过入射光滤色片6的过滤打在光电倍增管上7，其强度被记录下来。

使用上述装置对激光倍频晶体进行测试时，首先根据入射激光的波长以及待测激光倍频晶体的双折射率确定入射激光和二次谐波激光的相位匹配角度，然后将待测激光倍频晶体按照相位匹配角度加工成激光倍频晶体器件，并放置于所述载物台上。

相位匹配角的计算方法如下表所示：

上表中的θ_m即为相位匹配角。n_o和n_e为待测激光倍频晶体的双折射率，可通过文献查到。w和2w分别是入射激光和二次谐波激光的频率。通过相位匹配条件中的公式可计算出相位匹配角θ_m。