激光器的倍频装置制造方法及图纸

公开了一种激光器的倍频装置，属于光学技术领域。其中，入射光经过第一倍频晶体入射至第一分光镜，被第一分光镜分束为第一透射光和第一反射光。第一透射光依次经过缩束镜组、第二倍频晶体、扩束镜组和第一半波片后入射至第三分光镜，被第三分光镜分束为第二透射光和第二反射光，第二反射光入射至偏振光分光棱镜并被偏振光分光棱镜反射形成第三反射光。第一反射光入射至第二分光镜，被第二分光镜反射后得到第四反射光，第四反射光经过第二半波片后入射至偏振光分光棱镜并被偏振光分光棱镜透射形成第三透射光。第三反射光与第三透射光共同形成光束。其能够提高激光器倍频过程中的转化率。

Frequency doubling device of laser

A laser frequency doubling device is disclosed, which belongs to the field of optical technology. The incident light passes through the first frequency doubling crystal to the first spectroscope, and is divided into the first transmission light and the first reflected light by the first spectroscope. The first transmitted light beam passes through the lens group, the second contraction frequency crystal, beam expanding lens group and a half wave plate after the incident to third by third beam splitter, beam splitter second transmitted light and the second reflection light, second reflected light to the polarization beam splitter and polarization prism reflecting the third reflection light. The first reflected light incident to the second beam splitter, got fourth reflection light second dichroic mirror reflection, the reflected light through the second half of fourth after the incident wave to the polarization beam splitter and polarization splitting prism transmission form third light transmission. Third reflected light and third transmission light form beam together. It can improve the conversion rate in the process of laser frequency doubling.

【技术实现步骤摘要】
激光器的倍频装置
本专利技术涉及光学
，特别是涉及一种激光器的倍频装置。
技术介绍
频率转换是一种扩大高功率激光器的应用范围的有效技术，它利用光学介质在强辐射场下的非线性光学效应产生新的频率。倍频是非线性光学中应用最广泛的技术，一般来说我们希望获得更高的从基频光到倍频光的转化效率。通常提高倍频过程的转化效率主要有两种途径：（1）增加基频光的峰值功率密度。在给定激光脉冲能量和脉冲宽度的情况下，提高峰值功率密度的方法为缩小光斑的尺寸，这种方法的缺点是当光斑缩小到一定程度时激光的峰值功率密度超过了激光晶体端面镀膜的损伤阈值，导致器件损坏；（2）增加倍频晶体长度。随着基频光在倍频晶体内的转化基频光的峰值功率密度逐渐降低，转化效率下降。所以当倍频晶体长度增加到一定长度时再增加晶体长度倍频效率不会有显著提升。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种激光器的倍频装置，其能够提高激光器倍频过程中的转化率，从而更加适于实用。为了达到上述第一个目的，本专利技术提供的激光器的倍频装置的技术方案如下：本专利技术提供的激光器的倍频装置包括第一倍频晶体（1）、第一分光镜（2a）、第二分光镜（2b）、第三分光镜（2c）、缩束镜组（3）、第二倍频晶体（4）、扩束镜组（5）、第一半波片（6a）、第二半波片（6b）和偏振分光棱镜（7），入射光（X1）经过所述第一倍频晶体（1）入射至所述第一分光镜（2a），被所述第一分光镜（2a）分束为第一透射光（X2）和第一反射光（X3），所述第一透射光（X2）依次经过所述缩束镜组（3）、第二倍频晶体（4）、扩束镜组（5）和第一半波片（6a）后入射至所述第三分光镜（2c），被所述第三分光镜（2c）分束为第二透射光（X6）和第二反射光（X4），所述第二反射光（X4）入射至所述偏振光分光棱镜（7）并被所述偏振光分光棱镜（7）反射形成第三反射光；所述第一反射光（X3）入射至所述第二分光镜（2b），被所述第二分光镜（2b）反射后得到第四反射光（X5），所述第四反射光（X5）经过所述第二半波片（6b）后入射至所述偏振光分光棱镜（7）并被所述偏振光分光棱镜（7）透射形成第三透射光；所述第三反射光与所述第三透射光共同形成光束（X7）。本专利技术提供的激光器的倍频装置还可采用以下技术措施进一步实现。作为优选，所述缩束镜组（3）包括第一凸透镜（3a）和第一凹透镜（3b），所述第一透射光（X2）先经过所述第一凸透镜（2a）后再经过所述第一凹透镜（3b）；所述第一凸透镜（3a）的主光轴、所述第一凹透镜（3b）的主光轴分别处于所述第一透射光（X2）的光心延长线上。作为优选，所述扩束镜组（5）包括第二凹透镜（5a）和第二凸透镜（5b），所述第一透射光（X2）先经过所述第二凹透镜（5a）后再经过所述第二凸透镜（5b）；所述第二凹透镜（5a）的主光轴、所述第二凸透镜（5b）的主光轴分别处于所述第一透射光（X2）的光心延长线上。作为优选，所述第一倍频晶体（1）和/或所述第二倍频晶体（4）上由磷酸钛氧钾或者三硼酸锂中的一种物质构成的晶体或者两种物质构成的混合物的晶体制成。作为优选，所述第一倍频晶体（1）和所述第二倍频晶体（4）均镀有基频光和倍频光的增投膜。作为优选，所述第一倍频晶体（1）和所述第二倍频晶体（4）的材质相同。作为优选，所述第二倍频晶体（4）的截面积大于或者等于所述第一倍频晶体（1）的截面积的一半。作为优选，设所述缩束镜组（3）的缩小倍数为m，所述扩束镜组（5）的扩大倍数为n，则m=n。作为优选，构成所述缩束镜组（3）的光学元件、构成所述扩束镜组（5）的光学元件上均镀有基频光和倍频光的增透膜。作为优选，所述第一半波片（6a）、第二半波片（6b）的波长为倍频光波长。作为优选，所述第一半波片（6a）、第二半波片（6b）上均镀有基频光和倍频光的增透膜。作为优选，所述偏振分光棱镜上镀有倍频光增透膜。作为优选，所述第一分光镜（2a）、第二分光镜（2b）、第三分光镜（2c）的反射面均镀有反射率>99.5%的倍频光高反膜，所述第一分光镜（2a）、第二分光镜（2b）、第三分光镜（2c）的两面均镀有透过率>99.5%基频光增透膜。本专利技术提供的激光器的倍频装置在应用过程中，基频光通过第一次倍频转化过后程剩余的能量经过缩束后再次进行倍频转化，二次转化得到的倍频光经过扩束后与第一次转化过程得到的倍频光合束后输出以提高倍频效率。此外，采用传统腔外倍频方案受到光学器件损伤阈值的影响一般倍频效率只能到达50%；而采用本专利技术提供的激光器的倍频装置可以在不损坏光学器件的情况下，举例而言，当缩束镜组的缩小倍数为1.4倍、扩束镜组的扩大倍数也为1.4倍时，其中，第一次倍频转化效率达到50%时，第二次倍频过程中基频光的峰值功率密度达到与第一次倍频过程相同的水平。这样第二次倍频转化过程中可以使剩余基频光的转化效率达到50%，因此，能够使得此时的使倍频效率达到75%。其中，在缩束比例和扩束比例均为1.4倍这个参数下可以实现75%的倍频效率，大于1.4倍频时倍频效率在50～75%之间，小于1.4倍频会导致第二次倍频处的峰值功率密度超过损伤阈值。也就是说，在选择恰当的缩束镜组的缩小倍数、扩束镜组的扩大倍数的情况下，本专利技术提供的激光器的倍频装置能够显著地提高电光转化效率，同时，还能够降低系统复杂性。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本专利技术实施例提供的激光器的倍频装置的光学元件及光路示意图。具体实施方式本专利技术为解决现有技术存在的问题，提供一种激光器的倍频装置，其能够提高激光器倍频过程中的转化率，从而更加适于实用。为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的激光器的倍频装置，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，具体的理解为：可以同时包含有A与B，可以单独存在A，也可以单独存在B，能够具备上述三种任一种情况。参见附图1，本专利技术实施例提供的激光器的倍频装置包括第一倍频晶体1、第一分光镜2a、第二分光镜2b、第三分光镜2c、缩束镜组3、第二倍频晶体4、扩束镜组5、第一半波片6a、第二半波片6b和偏振分光棱镜7。入射光X1经过第一倍频晶体1入射至第一分光镜2a，被第一分光镜2a分束为第一透射光X2和第一反射光X3。第一透射光X2依次经过缩束镜组3、第二倍频晶体4、扩束镜组5和第一半波片6a后入射至第三分光镜2c，被第三分光镜2c分束为第二透射光X6和第二反射光X4，第二反射光X4入射至偏振光分光棱镜7并被偏振光分光棱镜7反射形成第三反射光。第一反射光X3入射至第二分光镜2b，被第二分光镜2b反射后得到第四反射光X5，第四反射光X5经过第二半波片6b后入射至偏振光分光棱镜7并被偏振光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光器的倍频装置，其特征在于，包括第一倍频晶体（1）、第一分光镜（2a）、第二分光镜（2b）、第三分光镜（2c）、缩束镜组（3）、第二倍频晶体（4）、扩束镜组（5）、第一半波片（6a）、第二半波片（6b）和偏振分光棱镜（7），入射光（X1）经过所述第一倍频晶体（1）入射至所述第一分光镜（2a），被所述第一分光镜（2a）分束为第一透射光（X2）和第一反射光（X3），所述第一透射光（X2）依次经过所述缩束镜组（3）、第二倍频晶体（4）、扩束镜组（5）和第一半波片（6a）后入射至所述第三分光镜（2c），被所述第三分光镜（2c）分束为第二透射光（X6）和第二反射光（X4），所述第二反射光（X4）入射至所述偏振光分光棱镜（7）并被所述偏振光分光棱镜（7）反射形成第三反射光；所述第一反射光（X3）入射至所述第二分光镜（2b），被所述第二分光镜（2b）反射后得到第四反射光（X5），所述第四反射光（X5）经过所述第二半波片（6b）后入射至所述偏振光分光棱镜（7）并被所述偏振光分光棱镜（7）透射形成第三透射光；所述第三反射光与所述第三透射光共同形成光束（X7）。

【技术特征摘要】
1.一种激光器的倍频装置，其特征在于，包括第一倍频晶体（1）、第一分光镜（2a）、第二分光镜（2b）、第三分光镜（2c）、缩束镜组（3）、第二倍频晶体（4）、扩束镜组（5）、第一半波片（6a）、第二半波片（6b）和偏振分光棱镜（7），入射光（X1）经过所述第一倍频晶体（1）入射至所述第一分光镜（2a），被所述第一分光镜（2a）分束为第一透射光（X2）和第一反射光（X3），所述第一透射光（X2）依次经过所述缩束镜组（3）、第二倍频晶体（4）、扩束镜组（5）和第一半波片（6a）后入射至所述第三分光镜（2c），被所述第三分光镜（2c）分束为第二透射光（X6）和第二反射光（X4），所述第二反射光（X4）入射至所述偏振光分光棱镜（7）并被所述偏振光分光棱镜（7）反射形成第三反射光；所述第一反射光（X3）入射至所述第二分光镜（2b），被所述第二分光镜（2b）反射后得到第四反射光（X5），所述第四反射光（X5）经过所述第二半波片（6b）后入射至所述偏振光分光棱镜（7）并被所述偏振光分光棱镜（7）透射形成第三透射光；所述第三反射光与所述第三透射光共同形成光束（X7）。2.根据权利要求1所述的激光器的倍频装置，其特征在于，所述缩束镜组（3）包括第一凸透镜（3a）和第一凹透镜（3b），所述第一透射光（X2）先经过所述第一凸透镜（2a）后再经过所述第一凹透镜（3b）；所述第一凸透镜（3a）的主光轴、所述第一凹透镜（3b）的主光轴分别处于所述第一透射光（X2）的光心延长线上。3.根据权利要求1所述的激光器的倍频装置，其特征在于，所述扩束镜组（5）包括第二凹透镜（5a）和第二凸透镜（5b），所述第一透射光（X2）先经过所述第二凹透镜（5a）后再经过所述第二凸...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴佳滨，周军，于广礼，任树青，李彬彬，
申请(专利权)人：南京先进激光技术研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32