自然补偿光学频率转换中热致相位失配的方法技术

一种自然补偿光学频率转换中热致相位失配的方法，首先级联三块同类型的晶体，其中两端的晶体用于非线性光学频率转换，中间的晶体用于补偿热致相位失配，通过调整晶体切割角度和光束传输时与光轴的夹角，使各频率光波在频率转换晶体和相位失配补偿晶体中传输时的偏振态相反，从而实现相位失配补偿。本发明专利技术通过设置光波在各块晶体中传输时的偏振态，可使热致相位失配不需要进行任何调节便能自然地补偿，为实现温度不敏感的频率转换提供了一种新的方法，而且对于不同晶体、波段的激光频率转换过程都适用。

Method for thermally induced phase mismatch in natural compensation optical frequency conversion

A natural optical frequency conversion in thermal compensation method of phase mismatch, the first three blocks of the same type of cascaded crystals, which both ends of the crystals for nonlinear optical frequency conversion, the middle of the crystal to compensate the thermal phase mismatch angle by adjusting the crystal cutting angle and beam transmission and optical axis, the frequency light in the crystal frequency conversion and phase mismatch compensation crystal polarization transmission on the contrary, in order to achieve the phase mismatch compensation. The polarization state of the invention by setting the light in the crystal during the transmission, the thermal phase mismatch does not require any adjustment to the natural compensation, provides a new method for the realization of frequency conversion is not sensitive to temperature, and the laser frequency band, different crystal conversion process application.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于激光频率转换
，具体涉及一种自然补偿光学频率转换中热致相位失配的方法。
技术介绍
利用非线性材料的非线性效应，对一个固定频率的激光进行频率转换是获得需要的激光波长的重要途径。但是要实现高效的激光频率转换，相互作用的光波之间满足相位匹配是一个前提条件。在非线性材料进行激光频率转换的过程中，受激光热效应或外部环境的影响将导致非线性材料温度偏离相位匹配温度，由于非线性材料的折射率与温度有关，光波在非线性材料中相位匹配条件将不再满足，频率转换的效率将显著降低，而且由于温度的不均匀光束质量也会下降。为了缓解热效应带来的一系列问题，人们也提出许多解决方案，比如：把一块晶体分成多个薄片级联，然后进行气冷，加快热量的耗散，降低温度的变化量；或通过不同类型晶体的级联，使不同晶体中热致相位失配对温度的一阶偏导数的符号相反来实现相位失配互补，从而提高转换效率。但是这些方案中有的由于设计复杂，需要增加很多的设备和器件，使得其应用范围受到很大的限制；有的由于需要采用不同的晶体，而不同晶体的吸收系数、比热容、导热系数不同，这使得激光热效应导致的温度梯度并不一一对应，这些因素造成这一方案在实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自然补偿光学频率转换中热致相位失配的方法，其特征在于：①沿着光路依次级联三块相同类型的晶体，其中，两端的晶体均用于进行非线性光学频率转换，中间的晶体用于补偿热致相位失配；②对于一个特定波长激光的频率转换过程，通过调整的晶体切割角度和光束传输时与光轴的夹角，使光波在第一块晶体(1)和第三块晶体(3)中传输时的偏振态与在第二块晶体(2)中传输时的偏振态相反，即使在第一块晶体(1)和第三块晶体(3)中传输时为寻常光的光波，在第二块晶体(2)中传输时为非寻常光，反之亦然，由此可以使第一块晶体(1)和第三块晶体(3)中热致相位失配与第二块晶体(2)中热致相位失配对温度的一阶偏导数的符号是相反的，从而...

【技术特征摘要】
1.一种自然补偿光学频率转换中热致相位失配的方法，其特征在于：①沿着光路依次级联三块相同类型的晶体，其中，两端的晶体均用于进行非线性光学频率转换，中间的晶体用于补偿热致相位失配；②对于一个特定波长激光的频率转换过程，通过调整的晶体切割角度和光束传输时与光轴的夹角，使光波在第一块晶体(1)和第三块晶体(3)中传输时的偏振态与在第二块晶体(2)中传输时的偏振态相反，即使在第一块晶体(1)和第三块晶体(3)中传输时为寻常光的光波，在第二块晶体(2)中传输时为非寻常光，反之亦然，由此可以使第一块晶体(1)和第三块晶体(3)中热致相位失配与第二块晶体(2)中热致相位失配对温度的一阶偏导数的符号是相反的，从而实现自然补偿热致相位失配；③确定第二块晶体(2)的厚度，方程组如下： L 2 = N · 2 π Δk ...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔子健，刘德安，缪洁，杨爱华，高雅茹，杨菲菲，朱健强，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31