[发明专利]一种级联三次谐波的产生装置

权利要求书

1.一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)＝Δk_SHG+Δk_THG+2ωυ₁+β₂₂ω²

其中Δk_SHG是倍频过程的相位失配量，Δk_THG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。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的多周期级联晶体输入和输出端面上的介质膜根据三次谐波输出的要求进行设计，以提高三次谐波转化效率。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的控温炉的温度调节范围为25℃～200℃，温度调节精度为0.1℃。

4.根据权利要求1至3任一项所述的装置，其特征在于通过半波片和格兰棱镜控制基频光的能量和偏振态，高反镜用以滤去剩余的基频光，带通滤光片用以采集倍频光或三次谐波，探测器用以监测三次 谐波的光谱或能量。