[发明专利]一种可调谐激光频率扩展的方法

说明书

本发明实施例涉及一种可调谐激光频率扩展的方法，包括如下步骤：步骤101：产生某一波长λ的基频光，并将所述基频光以一角度θ₁入射至倍频晶体进行倍频，所述倍频为I类相位匹配，其相位匹配条件。步骤102：从所述倍频晶体出射的基频光和倍频光以一角度入射至佩林布洛卡棱镜长直角边。步骤103：所述基频光和倍频光在所述佩林布洛卡棱镜内发生折射，分别沿不同方向从所述佩林布洛卡棱镜射出，所述倍频光从所述佩林布洛卡棱镜射出后沿与原入射方向垂直的方向射出。步骤104：所述倍频光从所述佩林布洛卡棱镜射出后入射至一45°全反射镜，所述全反射镜使所述倍频光沿原基频光方向输出。通过采用佩林布洛卡棱镜可有效的对倍频光与基频光进行分离。

技术领域

本发明涉及激光倍频领域，具体涉及一种可调谐激光频率扩展的方法。

背景技术

可调谐激光是指激光的输出频率在一定的范围内连续可变，广泛用于信息处理、光谱学及光谱诊断等领域。对于液体染料激光器，波长输出一般在550nm-700nm之间，可调谐波长范围不是很理想，在应用的过程中会受到一定的限制，因此，要对激光输出波长进行扩展，增加激光器波长的调谐范围。

为了扩展可调谐激光器的波长输出范围，我们采用倍频晶体对基频光倍频的方法。常见的倍频晶体有LBO,ADP等。当激光在通过倍频晶体时，晶体内部发生极化，极化的电偶极子产生受迫振动，会向外辐射光场，即倍频光。由于基频光不能完全实现倍频，在通过倍频晶体后会出现基频光与倍频光的混合光，为了得到倍频光，就要把基频光与倍频光分离。

虽然使用传统的三棱镜可以把不同波长的光波分离，但损耗较大。采用佩林布洛卡棱镜虽然在满足入射光与出射光夹角90°时，单次损耗较小，但为了保持出射光线传播方向不变，通常需要4块佩林布洛卡棱镜。因此光线要经过八次反射。即使每次反射损耗很小，经过八次反射后损耗将变得很大，会严重影响输出光强，不能获得理想的高效率的倍频光的分离。因此，开发一种能够有效分离倍频光与基频光的方法就变得十分紧迫。

发明内容

本发明专例提供了一种可调谐激光频率扩展的方法，以解决现有倍频光与基频光不能高效分离的技术问题。

本发明实施例提供的一种可调谐激光频率扩展的方法，包括如下步骤：

步骤101：产生某一波长λ的基频光，并将所述基频光以一角度θ₁入射至倍频晶体进行倍频，满足如下相位匹配条件：

并满足Sellmeier方程：

以及波法线方程：

通过式子(1)，(2)，(3)和(4)可以得到不同波长下倍频效率最高时的相位匹配角θ₁为：

其中，n_e(θ₁)表示e光沿θ₁方向的折射率，n_o表示o光折射率，ω表示入射基频光频率，λ表示入射基频光波长，θ₁表示基频光入射角，n_o(λ/2)表示λ/2波长o光折射率，n_e(λ/2)表示λ/2波长e光折射率；

步骤102：从所述倍频晶体出射的基频光和倍频光以一角度入射至佩林布洛卡棱镜长直角边，所述基频光和倍频光在所述佩林布洛卡棱镜内发生折射，满足式(6)，所述基频光和倍频光分别沿不同方向从所述佩林布洛卡棱镜射出，所述倍频光从所述佩林布洛卡棱镜射出后与原入射方向夹角满足式(7)：