[发明专利]一种级联三次谐波的产生装置

摘要

本发明公开了一种级联三次谐波的产生装置，属于非线性光学领域。包括基频光源系统、控温炉和一块多周期级联晶体；所述的基频光源系统连接半波片、格兰棱镜、小孔光阑和第一聚焦透镜，入射光束经多周期级联晶体产生的二次谐波和基波再进行和频作用，产生三次谐波输出；所输出光波经第二聚焦透镜、高反镜、带通滤光片，再被探测器接收。本发明将倍频与和频过程集成在一块多周期级联晶体上，通过改变多周期级联晶体与基波的作用区域，可以同时实现两个非线性过程的相位匹配，系统结构紧凑，设计灵活；可以实现稳定高效的宽带级联三次谐波输出。

主权项

一种级联三次谐波的产生装置，其特征在于该装置包括基频光源系统、控温炉和一块多周期级联晶体，所述的多周期级联晶体置于控温炉中，用于改变在某一极化周期下倍频与和频过程的相位失配量，以实现高效的宽带三次谐波转化输出；所述基频光源系统到多周期级联晶体的光路上依次设有半波片、格兰棱镜、小孔光阑和第一聚焦透镜，多周期级联晶体的输出光路上依次设有第二聚焦透镜、高反镜、带通滤光片和探测器；连续光运转时，三次谐波产生仅需考虑SHG或SFG的相位匹配问题，脉冲运转的频率转换不仅要考虑相位匹配问题，还需要考虑脉冲之间的群速度匹配问题，对于准相位匹配的波矢失配量为：Δk(ω)＝ΔkSHG+ΔkTHG+2ωυ1+β22ω2其中ΔkSHG是倍频过程的相位失配量，ΔkTHG是和频过程的相位失配量，ω是基波角频率，υ1是群速度失配项，β22是二阶群速度色散项；所述基频光源系统的波长输出范围是1160‑2600nm；波长输出范围可调谐，用以实现在某一极化周期下倍频与和频过程相位失配量的调节；所述基频光源系统为光纤激光器，光纤激光器以脉冲运转、准连续运转或者连续运转中的任意一种状态工作；所述的多周期级联晶体的畴结构包括均匀周期和非均匀周期，级联晶体的结构包括体结构和波导结构，级联晶体的基质材料包括同成分铌酸锂或钽酸锂晶体、近化学计量比铌酸锂晶体或钽酸锂晶体、掺镁铌酸锂晶体、掺镁钽酸锂晶体以及磷酸钛氧钾晶体。