[发明专利]一种测量倍频腔倍频效率的方法

权利要求书

1.一种测量倍频腔倍频效率的方法，其特征在于，包括：

利用反射镜、光电探测器及衰减片搭建测量光路，其中光电探测器的输出信号连接到示波器；然后，执行如下步骤：

将入射光功率调到最大或需测功率值，在示波器上观察并记录在倍频腔共振与非共振情况下反射光分别对应的电压值V_{1_min}与V_{1_max}；

把入射光功率调到最低，如果示波器示数低于预设值则将衰减片衰减调低或去掉，使示波器上能观察到符合要求的电压值，调节倍频腔中非线性晶体温度使之远离最佳匹配温度，即使非线性晶体温度完全失配，再次记录倍频腔在共振和非共振情况下反射光分别对应的电压值V_{2_min}与V_{2_max}；

将光电探测器遮住，测量并记录其0功率输入状态的电压值V₀；

结合电压值V_{1_min}、V_{1_max}、V_{2_min}、V_{2_max}与V₀计算倍频腔倍频效率；

所搭建的测量光路包括：第一、第二与第三反射镜、衰减片、滤波片及光电探测器；其中：

基频光依次经过第一与第二反射镜，从倍频腔的第一腔镜入射进入倍频腔内，第一腔镜为部分反射镜，一部分基频光从第一腔镜入射，从最后一个腔镜出射；其中最后一个腔镜与其之前的一个腔镜之间还设有一安装在温度控制装置中的非线性晶体；

另一部分基频光则沿着最后一个腔镜指向第一腔镜方向反射，经过第三反射镜后依次穿过衰减片与滤波片进入光电探测器；其中，衰减片为可调衰减片，滤波片透过基频光，反射其他波长的光；

所述结合电压值V_{1_min}、V_{1_max}、V_{2_min}、V_{2_max}与V₀计算倍频腔倍频效率的步骤如下：

光电探测器探测到的信号来自入射光在第一腔镜上的反射和腔内光束多次在第一腔镜的透射的叠加，根据多光束干涉原理，计算反射光功率与入射光功率的比值F：

其中，P_ref、P_in分别对应为反射光功率、入射光功率；∈为倍频腔的内线性损耗，Γ为非线性损耗；R_c为第一腔镜反射率；η₀₀为模式匹配效率；φ为腔内光束环形一圈的相位延迟；i为虚数单位；

计算基频光消耗率：

η_pd＝1-F；

在第一次测量中，基频光消耗率此时，基频光总的消耗中，包含了非线性损耗部分和线性损耗部分，设非线性消耗Γ₁是倍频腔的内线性损耗∈的k倍，Γ₁＝k∈；k是与入射基频光功率有关的参数，则有：

在第二次测量中，基频光消耗率此时，非线性损耗Γ₂＝0，则有：

上式中，R_c与η₀₀为已知量，当腔共振时，φ也为已知量，则通过上式求解出∈；

将求解出的∈带入上述F₁计算公式，从而求得k；

最终通过下式计算倍频效率η_SHG：