專利名稱：一種補(bǔ)償走離和靜態(tài)雙折射的ktp調(diào)q參量雙功能器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電光Q開關(guān)器件，具體為一種在激光器中能實(shí)現(xiàn)電光調(diào)Q并同時(shí)發(fā)生參量非線性效應(yīng)的器件。
背景技術(shù)：
KTP類晶體具有大的有效非線性系數(shù)和良好的電光性能，因此利用該類晶體研制非線性效應(yīng)和電光復(fù)用器件的研究引起了人們極大的興趣。1994年，日本T. Takunori等用一塊lX3X5mm3的KTP晶體，對(duì)Nd: YVO4輸出的1064nm激光實(shí)現(xiàn)了同時(shí)倍頻和調(diào)Q。在重復(fù)頻率IOOHz時(shí)，調(diào)制得到脈寬為18ns的532nm脈沖激光輸出，峰值功率為
15.4ff (Takunori Taira, Takao Kobayashi. Q-switching and frequency doubling ofsolid-state laser by a single intracavity KTP crystal [J], IEEE. J. QuantumEleronies, 1994, 30(3) : 800-804)。1995 年，他們又實(shí)現(xiàn)了峰值功率 230W 的綠光輸出(Takunori Taira, Takao Kobayashi. Intraeavity frequency doubling andQ-switching in diode laser pumped Nd:YVO4 laser [J], APPlied Optics 1995,34(21) : 4298-4301)。1997年，姚建銓等對(duì)KTP晶體倍頻調(diào)Q時(shí)的匹配角和外加電壓進(jìn)行了計(jì)算(J. Q. Yao, X. ff. Sun, H. S. Kwok. Analysis of simultaneous Q-switchingand frequency doubling in KTP [J], Journal of modern optics, 1997, 44(5):997-1004)。2000年，陳飛等采用2X4X IOmm3的KTP晶體，在重復(fù)頻率為1kHz，1/4電壓647V，泵浦功率IW時(shí)，實(shí)現(xiàn)了脈寬12ns、峰值功率762W的TEMtltl模輸出，并實(shí)現(xiàn)了器件化，整個(gè)體積只有半個(gè)彩色膠卷大小(陳飛，霍玉晶，新型電光調(diào)Q內(nèi)腔綠光激光器[J]，中國(guó)工程科學(xué)，2000, 2 (4) : 39-42)。對(duì)KTP晶體同時(shí)用于光參量振蕩和電光調(diào)Q的研究很少，張朋、張玉萍等對(duì)KTP晶體同時(shí)用于光參量振蕩和電光調(diào)Q進(jìn)行了理論計(jì)算，計(jì)算得到，對(duì)于一塊5' 20mm3的KTP晶體，如果要獲得I. 57mm的參量光，KTP的相位匹配角應(yīng)為q=90°，j=26.8°，在晶體z軸施加的半波電壓應(yīng)為887V。以上方案中以KTP作為非線性和電光Q開關(guān)器件，都用了一塊KTP晶體，并按照相位匹配角度切割。但由于KTP晶體存在靜態(tài)雙折射相位延遲，使用一塊KTP的設(shè)計(jì)影響到電光調(diào)Q的關(guān)門效果；而且按照常溫下的相位匹配角度切割的KTP晶體在參量作用時(shí)存在走離角，影響到參量轉(zhuǎn)換的效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能補(bǔ)償走離和靜態(tài)雙折射的KTP電光調(diào)Q參量雙功能器件。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)以上目的采取的方案為一種補(bǔ)償走離和靜態(tài)雙折射的KTP調(diào)Q參量雙功能器件，包括外殼、電極、電光晶體，電光晶體包括四塊滿足II類臨界相位匹配的KTP晶體，從左到右依次設(shè)置第一塊KTP晶體、相對(duì)第一塊KTP晶體旋轉(zhuǎn)90°放置的第二塊KTP晶體、相對(duì)第一塊KTP晶體旋轉(zhuǎn)180°放置的第三塊KTP晶體和相對(duì)第三塊KTP晶體旋轉(zhuǎn)90°放置的第四塊KTP晶體；在第一塊KTP晶體的上通電面鍍金膜，下通電面鍍金膜，在第二塊KTP晶體的前通電面鍍金膜，后通電面鍍金膜，在第三塊KTP晶體的上通電面鍍金膜，下通電面鍍金膜，在第四塊KTP晶體的前通電面鍍金膜，后通電面鍍金膜；從第一塊KTP晶體的上通電面鍍金膜、第二塊KTP晶體的前通電面鍍金膜、第三塊KTP晶體的下通電面鍍金膜和第四塊KTP晶體的后通電面鍍金膜引出金線，連接到正電極；從第一塊KTP晶體的下通電面鍍金膜、第二塊KTP晶體的后通電面鍍金膜、第三塊KTP晶體的上通電面鍍金膜和第四塊KTP晶體的前通電面鍍金膜引出金線，連接到負(fù)電極。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，第一塊KTP晶體、相對(duì)第一塊KTP晶體旋轉(zhuǎn)90°放置的第二塊KTP晶體、相對(duì)第一塊KTP晶體旋轉(zhuǎn)180°放置的第三塊KTP晶體和相對(duì)第三塊KTP晶體旋轉(zhuǎn)90°放置的第四塊KTP晶體均為低電導(dǎo)率的KTP晶體。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，第一塊KTP晶體、相對(duì)第一塊KTP晶體旋轉(zhuǎn)90°放置的第二塊KTP晶體、相對(duì)第一塊KTP晶體旋轉(zhuǎn)180°放置的第三塊KTP晶體和相對(duì)第三塊KTP晶體旋轉(zhuǎn)90°放置的第四塊KTP晶體采用II類簡(jiǎn)并參量臨界相位匹配，切割角度為 q=52. 3。,j=0°。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，第一塊KTP晶體、相對(duì)第一塊KTP晶體旋轉(zhuǎn)90°放置的第二塊KTP晶體、相對(duì)第一塊KTP晶體旋轉(zhuǎn)180°放置的第三塊KTP晶體和相對(duì)第三塊KTP晶體旋轉(zhuǎn)90°放置的第四塊KTP晶體的通光面為正方形。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，第一塊KTP晶體、相對(duì)第一塊KTP晶體旋轉(zhuǎn)90°放置的第二塊KTP晶體、相對(duì)第一塊KTP晶體旋轉(zhuǎn)180°放置的第三塊KTP晶體和相對(duì)第三塊KTP晶體旋轉(zhuǎn)90°放置的第四塊KTP晶體相對(duì)的內(nèi)通光面用絕緣透明的光膠相連，外通光面鍍1064nm和2128nm雙色增透膜。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，第一塊KTP晶體、相對(duì)第一塊KTP晶體旋轉(zhuǎn)90°放置的第二塊KTP晶體、相對(duì)第一塊KTP晶體旋轉(zhuǎn)180°放置的第三塊KTP晶體和相對(duì)第三塊KTP晶體旋轉(zhuǎn)90°放置的第四塊KTP晶體依次放置，內(nèi)通光面和外通光面鍍1064nm和2128nm雙色增透膜。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)以上目的原理為
KTP晶體簡(jiǎn)并II類臨界相位匹配的切割角度為q=52. 3°，j=0°，此種切割方式下光波在單塊KTP晶體中的傳播存在自然雙折射和走離角，因此采用四塊完全相同的KTP晶體旋轉(zhuǎn)一定角度串接的方法補(bǔ)償走離角和靜態(tài)相位延遲。偏振光通過單塊KTP晶體時(shí)產(chǎn)生的相位延遲為
權(quán)利要求
1.一種補(bǔ)償走離和靜態(tài)雙折射的KTP調(diào)Q參量雙功能器件，包括外殼、電極、電光晶體，其特征在于 電光晶體包括四塊滿足II類參量臨界相位匹配的KTP晶體，從左到右依次設(shè)置第一塊KTP晶體(I)、相對(duì)第一塊KTP晶體(I)旋轉(zhuǎn)90°放置的第二塊KTP晶體(2)、相對(duì)第一塊KTP晶體(I)旋轉(zhuǎn)180°放置的第三塊KTP晶體(3)和相對(duì)第三塊KTP晶體(3)旋轉(zhuǎn)90°放置的第四塊KTP晶體(4); 在第一塊KTP晶體(I)的上通電面鍍金膜(5)，下通電面鍍金膜(6)，在第二塊KTP晶體(2)的前通電面鍍金膜(7)，后通電面鍍金膜(8)，在第三塊KTP晶體(3)的上通電面鍍金膜(9)，下通電面鍍金膜(10)，在第四塊KTP晶體(4)的前通電面鍍金膜(11)，后通電面鍍金膜(12);從第一塊KTP晶體(I)的上通電面鍍金膜(5)、第二塊KTP晶體(2)的前通電面鍍金膜(7)、第三塊KTP晶體(3)的下通電面鍍金膜(10)和第四塊KTP晶體(4)的后通電面鍍金膜(12)引出金線，連接到正電極；從第一塊KTP晶體的下通電面鍍金膜(6)、第二塊KTP晶體的后通電面鍍金膜(8)、第三塊KTP晶體的上通電面鍍金膜(9)和第四塊KTP晶體(11)的前通電面鍍金膜引出金線，連接到負(fù)電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種補(bǔ)償走離和靜態(tài)雙折射的KTP調(diào)Q參量雙功能器件，其特征在于 第一塊KTP晶體(I)、相對(duì)第一塊KTP晶體(I)旋轉(zhuǎn)90°放置的第二塊KTP晶體(2)、相對(duì)第一塊KTP晶體(I)旋轉(zhuǎn)180°放置的第三塊KTP晶體(3)和相對(duì)第三塊KTP晶體(3)旋轉(zhuǎn)90°放置的第四塊KTP晶體(4)均為低電導(dǎo)率的KTP晶體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種補(bǔ)償走離和靜態(tài)雙折射的KTP調(diào)Q參量雙功能器件，其特征在于 第一塊KTP晶體(I)、相對(duì)第一塊KTP晶體(I)旋轉(zhuǎn)90°放置的第二塊KTP晶體(2)、相對(duì)第一塊KTP晶體(I)旋轉(zhuǎn)180°放置的第三塊KTP晶體(3)和相對(duì)第三塊KTP晶體(3)旋轉(zhuǎn)90。放置的第四塊KTP晶體(4)采用II類簡(jiǎn)并參量臨界相位匹配，切割角度為q=52.3°，J=O0。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種補(bǔ)償走離和靜態(tài)雙折射的KTP調(diào)Q參量雙功能器件，其特征在于 第一塊KTP晶體(I)、相對(duì)第一塊KTP晶體(I)旋轉(zhuǎn)90°放置的第二塊KTP晶體(2)、相對(duì)第一塊KTP晶體(I)旋轉(zhuǎn)180°放置的第三塊KTP晶體(3)和相對(duì)第三塊KTP晶體(3)旋轉(zhuǎn)90°放置的第四塊KTP晶體(4)的通光面為正方形。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種補(bǔ)償走離和靜態(tài)雙折射的KTP調(diào)Q參量雙功能器件，其特征在于 第一塊KTP晶體(I)、相對(duì)第一塊KTP晶體(I)旋轉(zhuǎn)90°放置的第二塊KTP晶體(2)、相對(duì)第一塊KTP晶體(I)旋轉(zhuǎn)180°放置的第三塊KTP晶體(3)和相對(duì)第三塊KTP晶體(3)旋轉(zhuǎn)90°放置的第四塊KTP晶體(4)相對(duì)的內(nèi)通光面用絕緣透明的光膠相連，外通光面鍍1064nm和2128nm雙色增透膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種補(bǔ)償走離和靜態(tài)雙折射的KTP調(diào)Q參量雙功能器件，其特征在于 第一塊KTP晶體(I)、相對(duì)第一塊KTP晶體(I)旋轉(zhuǎn)90°放置的第二塊KTP晶體(2)、相對(duì)第一塊KTP晶體(I)旋轉(zhuǎn)180°放置的第三塊KTP晶體(3)和相對(duì)第三塊KTP晶體(3)旋轉(zhuǎn)90°放置的第四塊KTP晶體(4)依次放置，內(nèi)通光面和外通光面鍍1064nm和2128nm雙色 增透膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種補(bǔ)償走離和靜態(tài)雙折射的KTP調(diào)Q參量雙功能器件，包括外殼、電極、電光晶體，電光晶體包括從左到右依次設(shè)置的四塊低電導(dǎo)率、Ⅱ類參量臨界相位匹配角度切割的KTP晶體，依次旋轉(zhuǎn)90°放置；在第一、三塊KTP晶體的上、下通電面鍍金膜，在第二、四塊KTP晶體的前、后通電面鍍金膜；從第一塊晶體的上通電面、第二塊晶體的前通電面、第三塊晶體的下通電面和第四塊晶體的后通電面引出金線，連接到正電極；從四塊晶體的另一側(cè)通電面引出金線，連接到負(fù)電極；器件電光調(diào)Q作用時(shí)采用退壓工作方式。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)參量作用和電光調(diào)Q兩種功能的同時(shí)補(bǔ)償了走離角和靜態(tài)雙折射相位延遲，消除了晶體加壓時(shí)對(duì)相位匹配角的影響。
文檔編號(hào)H01S3/115GK102983490SQ201210511359
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月4日
發(fā)明者張玉萍, 張會(huì)云, 張洪艷, 劉蒙, 尹貽恒 申請(qǐng)人:山東科技大學(xué)