[发明专利]非线性光学晶体的钝化

说明书

相关申请案交叉参考

本申请案涉及且主张来自下列申请案(“相关申请案”)的最早可用有效申请日期的权益(例如，主张除临时专利申请案以外的最早可用优先权日期或依据35USC§119(e)主张临时专利申请案、相关申请案的任何或全部父代申请案、祖父代申请案、曾祖父代申请案等的权益)。

相关申请案：

出于USPTO法外要求的目的，本申请案构成2011年10月7日提出申请的发明人为庄泳和(Yung-Ho Chuang)及弗拉基米尔·杜宾斯基(Vladimir Dribinski)、标题为“通过氢钝化实现的NLO晶体性质(NLO CRYSTAL PROPERTIES BY HYDROGEN PASSIVATION)”、申请号为61/544,425的美国临时专利申请案的正式(非临时)专利申请案。

技术领域

本发明涉及非线性光学材料领域，且特定来说，涉及一种用于钝化非线性光学晶体以处置晶体缺陷的系统及方法。

背景技术

许多现代激光系统需要非线性光学(NLO)元件。举例来说，NLO元件通常用于例如混频(例如，谐波产生、参数产生/放大等)、拉曼放大、克尔透镜锁模、电光调制、声光调制以及其它应用的应用中。

NLO元件的激光诱发损伤(LID)是许多现代激光系统的主要限制。LID因激光辐射与组成给定NLO元件的材料之间的相互作用而发生。因此，随着时间，NLO元件遭受LID，此可负面地影响例如透射率、反射率、折射率等的物理性质。继而，因所发生的LID而引起的物理性质的此退化最终导致激光系统内的NLO元件的故障。

LID在利用较短波长的电磁光谱(例如具有小于300nm的波长的深紫外(DUV)光)的激光系统中变得更成问题。另外，激光诱发损伤率也受存在于NLO元件中的材料缺陷(例如错位、杂质、空位等)影响。在大多数情况下，给定NLO元件中的材料缺陷导致NLO元件对LID的抵抗力下降。因此，NLO元件因材料缺陷而具有较短寿命。

本发明针对于通过利用本文中所揭示的新颖系统及方法来改进NLO元件的损伤抵抗力而减轻上述问题。

发明内容

本发明揭示一种用于处置一或多个非线性光学(NLO)晶体的晶体缺陷以改进性能或提高对激光诱发损伤的抵抗力的系统及方法。在一个方面中，提供一种用于通过利用氢分子或原子钝化晶体缺陷来提高一或多个非线性光学(NLO)晶体对激光诱发损伤的抵抗力的系统，其中所述系统可包括：暴露室，其经配置以含纳具有处于或接近选定氢浓度的氢浓度的钝化气体，所述室进一步经配置以含纳待暴露于所述室内的钝化气体的至少一个NLO晶体；钝化气体源，其流体连接到所述暴露室，所述钝化气体源经配置以将钝化气体供应到所述暴露室的内部部分；及衬底，其经配置以将所述NLO晶体固持于所述室内，所述衬底进一步经配置以使所述NLO晶体的温度维持处于或接近选定温度，所述选定温度低于所述NLO晶体的熔化温度。

在另一方面中，提供一种用于通过利用氢钝化晶体缺陷来提高NLO晶体对激光诱发损伤的抵抗力的方法，其中所述方法可包括以下步骤：(i)使NLO晶体的温度维持处于或接近选定温度，所述选定温度低于所述NLO晶体的熔化温度；及(ii)将所述NLO晶体暴露于具有处于或接近选定氢浓度的氢浓度的钝化气体。

在另一方面中，提供一种用于通过利用氢分子或原子钝化晶体缺陷来提高非线性光学(NLO)晶体对激光诱发损伤的抵抗力的方法，其中所述方法可包括以下步骤：(i)对NLO晶体执行退火过程以减小所述NLO晶体的水或OH含量；及(ii)将所述NLO晶体暴露于具有处于或接近选定氢浓度的氢浓度的钝化气体。