[发明专利]一种谐波走离补偿装置及方法

说明书

本发明公开一种谐波走离补偿装置及方法，所述装置包括光线控制组件，以及至少一组带补偿的谐波晶体组件，组件间光路连接，所述带补偿的谐波晶体组件包括至少三块晶体，通过调节光线控制组件，使光线以合适的高度以及角度入射到带补偿的谐波晶体组件，非寻常光到达谐波晶体组件的第一晶体后产生走离，再经过第二晶体补偿第一晶体产生的走离，且产生与第一晶体相反方向的走离，再经过第三晶体补偿第二晶体产生的反向走离，最后使非寻常光与寻常光均沿光轴方向输出。本发明提供的一种谐波走离补偿装置及方法，采用多块晶体对谐波走离实现完全补偿，以得到更好的光斑，数组带补偿的谐波晶体可以得到更好的谐波补偿效果。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种谐波走离补偿装置及方法。

背景技术

深紫外激光是指输出波长在0.32um以下的激光，具有较强的光子能量。紫外激光与材料的作用过程主要是光化学作用，通过直接破坏材料的化学键，使材料发生分解而去除。与红外激光相比，深紫外激光与物质相互作用时比其它波长产生的热效应更少。紫外微处理从本质上来说不是热处理，而且大多数材料吸收紫外光比吸收红外光更容易。深紫外短波本身的特性对金属和聚合物的机械微处理具有优越性。它可以被聚焦到亚微米数量级的点上，因此可以进行细微部件的加工，即使在不高的脉冲能量水平下，也能得到很高的能量密度，有效地进行材料加工。

然而，常用的深紫外激光谐波晶体BBO、CLBO等通常都有走离效应。走离效应是由于寻常光波的法线方向与光线方向一致，而非寻常光波法线方向与光线方向不一致。在整个晶体长度中，使得不同偏振态的基波与二次谐波的光线方向逐渐分离，这样使得输出的激光光斑质量变差，从而使转换效率下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种谐波走离补偿装置及方法，旨在解决现有技术中，谐波经过非线性晶体后出现的走离效应导致输出光斑质量差、能量转换效率低的问题。

本发明提供了一种谐波走离补偿装置，所述装置包括光线控制组件，以及至少一组带补偿的谐波晶体组件，组件间光路连接，所述带补偿的谐波晶体组件包括至少三块晶体。其中，光线控制组件用于调节入射光束的上下、左右位置，进而控制后续光路中光束的高度及光轴方向，并且将光束聚焦后进入谐波晶体组件，谐波晶体组件用对谐波走离进行补偿，并且设置至少一组，数组带补偿的谐波晶体可以得到更好的谐波补偿效果，每组带补偿的谐波晶体组件包括三块或者三块以上的晶体，实现完全补偿的方式，以得到更好的光斑。

进一步地，所述带补偿的谐波晶体组件包括第一晶体，第二晶体，第三晶体，晶体间光路连接，其中，通过第一晶体后产生走离效应，再通过第二晶体补偿并产生反向走离效应，再通过第三晶体补偿反向走离，实现完全补偿的方式，此方式补偿后走离双向对称，具有较好的光斑。

进一步地，所述第一晶体、第二晶体以及第三晶体具有相同的切割角，且第二晶体相对于第一晶体绕光轴旋转180°设置，第三晶体相对于第一晶体绕光轴旋转0°设置。

进一步地，所述第二晶体的长度至少为第一晶体长度的两倍，第三晶体的长度为第一晶体与第二晶体的长度差。

进一步地，所述第一晶体、第二晶体以及第三晶体的材料均为非线性晶体材料。

进一步地，所述光线控制组件包括反射镜组件，以及与其光路连接的聚焦透镜。

进一步地，所述反射镜组件包括第一反射镜，以及与其光路连接的第二反射镜。

进一步地，所述反射镜均沿光路45°角设置。

本发明提供了一种谐波走离补偿方法，所述方法基于上述所述的谐波走离补偿装置，并且包括以下步骤进行走离补偿：

步骤S1：调节光线控制组件，使光线以合适的高度以及角度入射到带补偿的谐波晶体组件；