[发明专利]基于光学频率重组上转换产生深紫外激光的装置

权利要求书

1.基于光学频率重组上转换产生深紫外激光的装置，其特征在于，包含二倍频晶体(2)、合束镜(4)、光参量放大晶体(5)、四倍频晶体(6)以及和频晶体(7)；

基频光(ω₁)经所述的二倍频晶体(2)产生二次谐波(ω₂)，并入射至所述的合束镜(4)；所述的基频光(ω₁)经所述的合束镜(4)透射，二次谐波(ω₂)经所述的合束镜(4)反射，同时一束垂直于基频光(ω₁)方向的信号光(ω_s)经所述的合束镜(4)透射；信号光(ω_s)的脉冲宽度等于或大于基频光(ω₁)的脉冲宽度，且信号光(ω_s)的波长不同于基频光(ω₁)的波长；

经所述的合束镜(4)反射的二次谐波(ω₂)和经所述的合束镜(4)透射的信号光(ω_s)合束后，同步入射至所述的光参量放大晶体(5)中，一部分二次谐波(ω₂)作为泵浦对信号光(ω_s)进行参量放大，并产生波长不同于基频光(ω₁)的闲置光(ω_i)；剩余部分的二次谐波(ω₂)在所述的四倍频晶体(6)中再次进行倍频，产生四次谐波(ω₄)；

所述的闲置光(ω_i)与四次谐波(ω₄)经所述的和频晶体(7)产生频率为基频光(ω₁)非整数倍的和频光(ω_SFG)；

结合所述的和频晶体(7)的色散方程和需要产生的深紫外激光波段，闲置光(ω_i)应满足如下条件：

式中，n_i表示闲置光的折射率；λ₄表示四次谐波的波长，λ_SFG表示需要产生的和频光的波长；

根据所需的闲置光(ω_i)的波长λ_i，确定信号光(ω_s)的波长λ_s，公式如下：

式中，λ₂表示二次谐波的波长；

闲置光(ω_i)通过二次谐波(ω₂)对波长为λ_s的激光进行参量放大来产生，且光参量放大的效率通过调节入射到所述的光参量放大晶体(5)中的信号光(ω_s)的能量来控制，产生最有利于后续和频光(ω_SFG)。

2.根据权利要求1所述的基于光学频率重组上转换产生深紫外激光的装置，其特征在于，还包括用于分离和频光(ω_SFG)的分束镜(8)，该分束镜(8)镀有使信号光(ω_s)、闲置光(ω_i)、二次谐波(ω₂)、四次谐波(ω₄)透射，使和频光(ω_SFG)反射的膜层。

3.根据权利要求1所述的基于光学频率重组上转换产生深紫外激光的装置，其特征在于，所述的和频晶体(7)为BBO、LBO、CLBO、ADP、KDP或DKDP非线性晶体。