[发明专利]一种基于非线性频率转换的近场滤波和激光器横模控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种基于非线性频率转换的近场滤波和激光器横模控制系统，其特征在于，该系统结构上包括激光器端镜（1）、起偏器（2）、增益介质与泵浦源（3）、折叠反射镜（4）、非线性倍频晶体（5）、双色镜（6）、精密平移台（7），所述双色镜（6）固定于精密平移台（7）上；所述的激光器端镜（1）、起偏器（2）、增益介质与泵浦源（3）和折叠反射镜（4）处于激光放大光路上，所述的折叠反射镜（4）、非线性倍频晶体（5）和双色镜（6）处于激光的模式控制光路上；

所述非线性倍频晶体（5）处于相位匹配状态，公式（1）范围内光束转换成倍频光：

（1）

其中，∂Δk/∂θ为非线性倍频晶体（5）相位失配量随偏离匹配角度θ的一阶倒数，L为晶体的长度，Δθ为光束指向偏离传输方向的角度；

所述双色镜（6）与所述非线性倍频晶体（5）之间的距离为d，基频光与倍频光将因空气色散和双色镜的反射而产生相位差为ϕ，满足下面公式：

（2）

其中， n为空气折射率，λ为激光器振荡波长，d为晶体表面与双色镜之间距离，ϕ_jump为双色镜(6)表面反射和非线性倍频晶体（5）引起光束相移；当ϕ =π时，倍频光将在逆向传输过程中，重新转换成基频光，并进一步在增益介质与泵浦源（3）的增益介质中获得放大。

2.根据权利要求1所述的一种基于非线性频率转换的近场滤波和激光器横模控制系统，其特征在于，所述非线性倍频晶体为人工生长高品质非线性倍频晶体，包括有YCOB、LBO和α-BBO晶体。

3.根据权利要求1所述的一种基于非线性频率转换的近场滤波和激光器横模控制系统，其特征在于，所述增益介质与泵浦源（3）中泵浦光源为泵浦用氙灯或激光器，所述增益介质与泵浦源（3）中增益介质为激光晶体、玻璃或气体。

4.根据权利要求1所述的一种基于非线性频率转换的近场滤波和激光器横模控制系统，其特征在于，所述的折叠反射镜（4）是对激光谐振腔起折叠的腔镜，其对振荡光束起反射作用，可以为平面反射镜，也可以为带曲率的反射镜。

5.根据权利要求1所述的一种基于非线性频率转换的近场滤波和激光器横模控制系统，其特征在于，所述的折叠反射镜（4）为45°平面双色镜，其对基频激光反射率99.5%，对倍频激光反射率0.5%。

6.根据权利要求1所述的一种基于非线性频率转换的近场滤波和激光器横模控制系统，其特征在于，所述双色镜（6）为对振荡波长高透，对倍频波长高反的0°输出耦合双色反射镜，其对基频激光透过率75%，对倍频透过率0.5% 。