[发明专利]使用堆叠式四硼酸锶板的频率转换

权利要求书

1.一种用于产生激光器输出光束的激光器组合件，所述激光器输出光束具有使得对应波长在大约125nm到大约183nm范围内的输出频率，所述激光器组合件包括：

一或多个基波激光器，其分别经配置以产生具有对应基频的基波光束；

多个中间频率转换级，其经共同配置以使用所述一或多个基波光束产生一或多个中间光束，所述一或多个中间光束中的每一者具有相关联中间频率；

最终频率转换级，其经配置以使所述一或多个中间光束穿过非线性晶体，

其中所述非线性晶体包含多个四硼酸锶SrB₄O₇(SBO)晶体板，所述多个SBO晶体板安置成堆叠式配置，使得每一所述SBO晶体板与至少一个邻近的所述晶体板形成界面表面，且

其中所述多个SBO晶体板经协作配置以形成周期性结构，所述周期性结构实现所述一或多个中间光束的准相位匹配(QPM)，使得从所述非线性晶体出射的光包含具有所述输出频率的所述激光器输出光束。

2.根据权利要求1所述的激光器组合件，其中所述多个SBO晶体板经配置使得所述每一SBO晶体板的第一晶轴相对于所述邻近的SBO晶体板的第二晶轴反向。

3.根据权利要求1所述的激光器组合件，其中所述最终频率转换级经配置使得所述一或多个中间光束在与所述第一晶轴及所述第二晶轴的(i)a轴及(ii)b轴中的一者平行的方向上传播穿过所述多个SBO晶体板。

4.根据权利要求1所述的激光器组合件，其中所述最终频率转换级进一步包括：

多个镜，其经配置以接收并循环所述一或多个中间光束，使得所述一或多个中间光束的束腰出现于所述非线性晶体处；及

分束器，其经安置以接收从所述非线性晶体出射的所述光且经配置使得所述分束器反射所述出射光的第一部分以形成所述激光器输出光束，且使得所述出射光的第二部分穿过所述分束器并由所述多个镜循环。

5.根据权利要求1所述的激光器组合件，其中所述分束器包括SBO晶体、SBO玻璃或CaF₂晶体中的一者。

6.根据权利要求1所述的激光器组合件，

其中所述一或多个基波激光器经配置以产生基波光，所述基波光具有使得对应基波波长介于1μm与1.1μm之间的基频，

其中所述多个中间频率转换级包括：

第一频率加倍级，其经耦合以接收所述基波光且经配置以产生二次谐波光，所述二次谐波光具有等于所述基频的两倍的二次谐波频率；

第二频率加倍级，其经耦合以从所述第一频率加倍级接收所述二次谐波光且经配置以产生所述中间光束作为四次谐波光，所述四次谐波光具有等于所述基频的四倍的四次谐波频率，且

其中所述最终频率转换级经配置以对所述四次谐波光进行频率加倍，使得所述激光器输出光的所述输出频率等于所述基频的八倍。

7.根据权利要求6所述的激光器组合件，其中所述最终频率转换级进一步包括分束器，所述分束器经定位以接收从所述非线性晶体出射的光且经配置使得所述出射光的从所述分束器的表面反射的反射部分包括形成所述激光器输出光束的所述八次谐波频率，并且使得所述出射光的穿过所述分束器的非反射部分包括所述四次谐波频率的未消耗部分。

8.根据权利要求6所述的激光器组合件，

其中所述多个SBO晶体板经配置使得第一所述SBO晶体板的第一晶轴相对于邻近的第二所述SBO晶体板的第二晶轴反向，

其中所述第一SBO晶体板及所述第二SBO晶体板的所述晶轴经定向使得所述第一SBO晶体板及所述第二SBO晶体板两者的c晶轴大体上平行于穿过所述第一SBO晶体板及所述第二SBO晶体板的所述四次谐波光的偏振方向，

其中所述输出频率大体上等于133nm，且

其中所述第一SBO晶体板及所述第二SBO晶体板中的至少一者所具有的厚度使得所述周期性结构的极之间的间隔大体上等于0.13μm的临界长度的奇数倍，以实现所述四次谐波频率与八次谐波频率的准相位匹配。