【技术实现步骤摘要】
本公开涉及激光器，具体涉及一种和频光子数配比可调的激光系统。
技术介绍
1、激光器被称为20世纪的四大专利技术之一。从第一台激光器的专利技术以来，经过了六十多年不断的研究和探索，人们对激光技术的应用已经趋于成熟，激光器被广泛应用在通讯、军事、医疗和工业制造等多个领域，并在许多领域引起了革命性的突破。
2、随着时间的推移，固体激光技术经历了多次技术改进和创新。如改进泵浦源、提高效率、增加波长范围、开发激光二极管泵浦、开发超快激光等。这些技术改进拓展了固体激光在医疗、通信、材料加工、军事等领域的应用。现代固体激光技术包括各种类型的固体激光器，如连续波激光器(cw激光器)、脉冲激光器、飞秒激光器等，以满足不同应用的需求。固体激光器的波长范围也涵盖了从紫外线到远红外线的广泛范围。
3、以355nm波长为代表的固体紫外激光器具有效率高、重频高、结构紧凑、光束质量好、性能可靠且功率稳定性好等特点，因而在半导体工业、材料制备、生物医学工程、集成电路板等领域得到了广泛的应用。目前，获得全固态紫外激光常用且成熟的方法之一是对掺钕离子激光晶体进行泵浦产生近红外波段激光，再进行腔内或腔外非线性频率变换，获得紫外激光输出。如何提升非线性频率变换效率是人们普遍关注的问题。
4、近年来，研究人员通过使用新型非线性晶体、优化谐振腔腔参数、优化光子数配比等方法不断提高紫外激光的非线性频率转换效率。通常情况下，为了最大程度提高355nm激光的转换效率，最佳的1064nm激光光子数与532nm激光光子数的配比应为1:1，对应功率
技术实现思路
1、本公开的目的是提供一种和频光子数配比可调的激光系统，以使用单一基频源实现准确的和频光子数配比，提升能量利用率。
2、本公开实施例提供一种和频光子数配比可调的激光系统，包括：
3、光源、第一二分之一波片、偏振分束器件、第二二分之一波片、第一多倍频模块、第一分光镜、第一功率计、第一反射镜、第三二分之一波片、第二反射镜、第二功率计、双色镜、第二多倍频模块、第二分光镜和第三功率计；其中，
4、所述光源，用于输出第一波长激光；
5、所述第一二分之一波片，设置于所述光源和所述偏振分束器件之间，用于对所述光源输出的第一波长激光的偏振方向进行调整；
6、所述偏振分束器件，用于将入射的第一波长激光分成水平偏振光和竖直偏振光；
7、所述水平偏振光依次经过第二二分之一波片、第一多倍频模块、第一分光镜、双色镜、第二多倍频模块和第二分光镜到达第三功率计，所述水平偏振光还经过第一分光镜到达第一功率计；所述竖直偏振光依次经过第一反射镜、第三二分之一波片、第二反射镜、第二功率计、双色镜、第二多倍频模块和第二分光镜到达第二功率计；
8、所述水平偏振光通过并在第一多倍频模块中产生非线性频率变换，以产生第二波长激光；旋转第一二分之一波片，同时观察第一功率计和第二功率计，使第一功率计和第二功率计的功率比变为预设比值，调整好后移除第一分光镜、第一功率计和第二功率计；旋转第三二分之一波片，使其输出光偏振方向满足第二多倍频模块的模式匹配需求，调整第二多倍频模块，使得第三功率计读到的示数最大即完成整个光路的调整。
9、在一种可能的实现方式中，所述第一多倍频模块由二倍频晶体构成，所述第二多倍频模块由三倍频晶体构成。
10、在一种可能的实现方式中，所述二倍频晶体采用i类相位匹配非线性晶体，三倍频晶体采用ii类相位匹配非线性晶体。
11、在一种可能的实现方式中，所述第一多倍频模块由沿光路依次设置的二倍频晶体和三倍频晶体构成，所述第二多倍频模块由四倍频晶体构成。
12、在一种可能的实现方式中，所述二倍频晶体采用i类相位匹配非线性晶体，三倍频晶体采用ii类相位匹配非线性晶体，四倍频晶体采用i类相位匹配非线性晶体。
13、在一种可能的实现方式中，所述第一多倍频模块由沿光路依次设置的二倍频晶体、第三分光镜、第四二分之一波片、四倍频晶体和第五二分之一波片构成，所述第二多倍频模块由五倍频晶体构成。
14、在一种可能的实现方式中，所述二倍频晶体采用i类相位匹配非线性晶体，四倍频晶体采用i类相位匹配非线性晶体，五倍频晶体采用i类相位匹配非线性晶体。
15、在一种可能的实现方式中，所述第一多倍频模块由沿光路依次设置的第一二倍频晶体和三倍频晶体构成，所述第二多倍频模块由五倍频晶体构成；
16、所述激光系统还包括：沿光路依次设置在所述第三二分之一波片和第二反射镜之间的第二二倍频晶体、第四分光镜和第六二分之一波片。
17、在一种可能的实现方式中，所述第一二倍频晶体和第二二倍频晶体采用i类相位匹配非线性晶体，三倍频晶体采用ii类相位匹配非线性晶体，五倍频晶体采用i类相位匹配非线性晶体。
18、在一种可能的实现方式中，所述第一波长为1064nm。
19、本公开与现有技术相比的优点在于：
20、本公开提供的和频光子数配比可调的激光系统，包括：光源，用于输出第一波长激光；所述第一二分之一波片，设置于所述光源和所述偏振分束器件之间，用于对所述光源输出的第一波长激光的偏振方向进行调整；所述偏振分束器件，用于将入射的第一波长激光分成水平偏振光和竖直偏振光；所述水平偏振光依次经过第二二分之一波片、第一多倍频模块、第一分光镜、双色镜、第二多倍频模块和第二分光镜到达第三功率计，所述水平偏振光还经过第一分光镜到达第一功率计；所述竖直偏振光依次经过第一反射镜、第三二分之一波片、第二反射镜、第二功率计、双色镜、第二多倍频模块和第二分光镜到达第二功率计；所述水平偏振光通过并在第一多倍频模块中产生非线性频率变换，以产生第二波长激光；旋转第一二分之一波片，同时观察第一功率计和第二功率计，使第一功率计和第二功率计的功率比变为预设比值，调整好后移除第一分光镜、第一功率计和第二功率计；旋转第三二分之一波片，使其输出光偏振方向满足第二多倍频模块的模式匹配需求，调整第二多倍频模块，使得第三功率计读到的示数最大即完成整个光路的调整，相较于现有技术，本公开可以根据和频光对不同波长入射光功率的比例需求对单一基频源进行不同比例的分光调节，可以极大地节约成本，提升能量利用率。
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1.一种和频光子数配比可调的激光系统，其特征在于，包括：光源、第一二分之一波片、偏振分束器件、第二二分之一波片、第一多倍频模块、第一分光镜、第一功率计、第一反射镜、第三二分之一波片、第二反射镜、第二功率计、双色镜、第二多倍频模块、第二分光镜和第三功率计；其中，
2.根据权利要求1所述的和频光子数配比可调的激光系统，其特征在于，所述第一多倍频模块由二倍频晶体构成，所述第二多倍频模块由三倍频晶体构成。
3.根据权利要求2所述的和频光子数配比可调的激光系统，其特征在于，所述二倍频晶体采用I类相位匹配非线性晶体，三倍频晶体采用II类相位匹配非线性晶体。
4.根据权利要求1所述的和频光子数配比可调的激光系统，其特征在于，所述第一多倍频模块由沿光路依次设置的二倍频晶体和三倍频晶体构成，所述第二多倍频模块由四倍频晶体构成。
5.根据权利要求4所述的和频光子数配比可调的激光系统，其特征在于，所述二倍频晶体采用I类相位匹配非线性晶体，三倍频晶体采用II类相位匹配非线性晶体，四倍频晶体采用I类相位匹配非线性晶体。
6.根据权利要求1所述的和
7.根据权利要求6所述的和频光子数配比可调的激光系统，其特征在于，所述二倍频晶体采用I类相位匹配非线性晶体，四倍频晶体采用I类相位匹配非线性晶体，五倍频晶体采用I类相位匹配非线性晶体。
8.根据权利要求1所述的和频光子数配比可调的激光系统，其特征在于，所述第一多倍频模块由沿光路依次设置的第一二倍频晶体和三倍频晶体构成，所述第二多倍频模块由五倍频晶体构成；
9.根据权利要求8所述的和频光子数配比可调的激光系统，其特征在于，所述第一二倍频晶体和第二二倍频晶体采用I类相位匹配非线性晶体，三倍频晶体采用II类相位匹配非线性晶体，五倍频晶体采用I类相位匹配非线性晶体。
10.根据权利要求1所述的和频光子数配比可调的激光系统，其特征在于，所述第一波长为1064nm。
...【技术特征摘要】
1.一种和频光子数配比可调的激光系统，其特征在于，包括：光源、第一二分之一波片、偏振分束器件、第二二分之一波片、第一多倍频模块、第一分光镜、第一功率计、第一反射镜、第三二分之一波片、第二反射镜、第二功率计、双色镜、第二多倍频模块、第二分光镜和第三功率计；其中，
2.根据权利要求1所述的和频光子数配比可调的激光系统，其特征在于，所述第一多倍频模块由二倍频晶体构成，所述第二多倍频模块由三倍频晶体构成。
3.根据权利要求2所述的和频光子数配比可调的激光系统，其特征在于，所述二倍频晶体采用i类相位匹配非线性晶体，三倍频晶体采用ii类相位匹配非线性晶体。
4.根据权利要求1所述的和频光子数配比可调的激光系统，其特征在于，所述第一多倍频模块由沿光路依次设置的二倍频晶体和三倍频晶体构成，所述第二多倍频模块由四倍频晶体构成。
5.根据权利要求4所述的和频光子数配比可调的激光系统，其特征在于，所述二倍频晶体采用i类相位匹配非线性晶体，三倍频晶体采用ii类相位匹配非线性晶体，四倍频晶体采用i类相位匹配非线性...
【专利技术属性】
技术研发人员：范元媛，林政吉，田丰，王倩，亓岩，颜博霞，王延伟，韩哲，周密，崔惠绒，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：
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