[发明专利]激光器的倍频装置

说明书

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别是涉及一种激光器的倍频装置。

背景技术

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。

发明内容

有鉴于此，本发明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，本发明提供的激光器的倍频装置的技术方案如下：

本发明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）。

本发明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。