[发明专利]一种板条状非线性晶体光学参量振荡装置及转换方法

说明书

本发明公开了一种板条状非线性晶体光学参量振荡装置，包括激光器、光束耦合镜、激光输入镜、板条状非线性晶体、激光镀膜层、杂光吸收体、激光输出镜；激光器、光束耦合镜、激光输入镜位于同一光轴上，激光输入镜及板条状非线性晶体入射光面均镀有增透膜与高反膜，激光输出镜镀有增透膜，激光镀膜层包括增透膜与高反膜，板条状非线性晶体水平设置于激光输入镜和激光输出镜之间，激光镀膜层覆盖于板条状非线性晶体的上表面和下表面，杂光吸收体覆盖于激光镀膜层的外侧面；入射激光通过激光输入镜、板条状非线性晶体、激光输出镜组成的板条光学参量转换器作用，在光学参量振荡过程中激光沿“Z字形”传播，通过激光镀膜层后将激光晶体吸收率高的激光透射至杂光吸收体进行吸收，大幅提升输出激光光束质量，同时具备实现更高功率激光输出的能力。

技术领域

本发明涉及一种新型光学参量转换装置，主要用于实现高功率、高光束质量特殊波段激光输出，适合在高功率激光领域应用，具体涉及一种板条状非线性晶体光学参量振荡装置及转换方法。

背景技术

光学参量转换技术是非线性光学技术发展以来应用最为广泛的技术手段之一，属于二阶非线性效应。光学参量转换技术将输入单束激光转换为两束更长波长激光输出，能够实现传统激光器所不能实现的特殊波段激光输出，在中红外、长波红外甚至太赫兹波段均有广泛应用。现有光学参量转换器在产生所需的特定波长激光输出时，非线性晶体对产生的另一波段激光存在吸收，造成晶体内部温升。特别在高功率激光输出时，晶体会产生严重的温度梯度，降低输出激光光束质量，不利于实现高功率、高光束质量激光输出。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于克服上述现有技术存在的问题，采用板条结构非线性晶体，使激光在光学参量振荡过程中沿“Z字形”传播，通过镀膜作用将吸收率较高的激光透射，以减少非线性晶体吸收，降低非线性晶体温度梯度。

为了实现上述目的，本发明提供了一种板条状非线性晶体光学参量振荡装置，包括激光器、光束耦合镜、激光输入镜、板条状非线性晶体、激光镀膜层、杂光吸收体、激光输出镜；激光器、光束耦合镜、激光输入镜位于同一光轴上，激光输入镜及板条状非线性晶体入射光面均镀有增透膜与高反膜，激光输出镜镀有增透膜，激光镀膜层包括增透膜与高反膜，板条状非线性晶体水平设置于激光输入镜和激光输出镜之间，激光镀膜层覆盖于板条状非线性晶体的上表面和下表面，杂光吸收体覆盖于激光镀膜层的外侧面；入射激光通过激光输入镜、板条状非线性晶体、激光输出镜组成的板条光学参量转换器作用，在光学参量振荡过程中激光沿“Z字形”传播，通过激光镀膜层后将激光晶体吸收率高的激光透射至杂光吸收体进行吸收。

进一步的，所述的激光器输出激光为线偏振光，输出方式为连续激光或脉冲激光。

进一步的，所述的激光器输出激光垂直于板条状非线性晶体端面入射。

进一步的，所述的板条状非线性晶体切割角度等于入射激光相位匹配角。

进一步的，所述的板条状非线性晶体光轴方向与上下表面平行,板条状非线性晶体材质为KTP晶体。

进一步的，所述的激光镀膜层对基频光、有用波段激光高反，对无用波段的激光高透。

进一步的，光束耦合镜对入射激光透过率大于95％；所述的激光输入镜对入射激光透过率大于95％，对光学参量激光反射率大于95％。

进一步的，所述的板条状非线性晶体材料应对激光器输出激光的吸收率不大于0.1cm^-1。

进一步的，所述的激光输出镜对入射激光透过率大于95％，对光学参量激光透过率为5％-95％，杂光吸收体经过溅射炭黑处理,对激光吸收率大于80％。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：