专利名称：一种晶体器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学器件领域，尤其涉及一种光学晶体器件，用以消除Work-off效 应，提高转化效率和倍频光的功率密度。
背景技术：
在激光非线性频率转换领域，有些晶体存在较大的Walk-Off效应。对于II类角 度相位匹配，由于Walk-Off效应的影响，o、e光传播一段距离后就会分离，导致相互作用区 间减小，直接限制了晶体的频率转换效率；对于I类相位匹配，基频光在非线性晶体中产生 倍频光后，在Walk-Off效应的作用下，产生的倍频光(e光)与基频光分离，基频光在传播 过程中不断产生倍频光，而倍频光不断地离开基频光，这样使得倍频光的光斑变形，晶体越 长，倍频光的光斑变形越大，光斑变形的结果使得倍频光的能量密度减小，光斑模式变坏。
发明内容
本发明针对上述问题，提出一种能消除Walk-Off效应影响的晶体器件。本发明的技术方案是
本发明的晶体器件，具体是在一非线性晶体薄片的两侧的通光面处至少设有两个平 行的膜系面，基频光以小角度入射进入该非线性晶体薄片，其中，第一通光面处的第一膜系 面在入射光区域为增透介质膜，其他区域为高反介质膜，第二通光面处的第二膜系面在出 射光区域为增透介质膜，其他区域为高反介质膜。进一步的，所述的第一通光面处的第一膜系面是镀于所述的非线性晶体薄片的第 一通光表面上，所述的第二通光面处的第二膜系面是镀于所述的非线性晶体薄片的第二通 光表面上。更进一步优选的，所述的非线性晶体薄片的第一通光表面或者第二通光表面或者 二个通光表面外设有保护光学平片。扩展的，在一非线性晶体薄片的两侧的通光面处至少设有两个平行的膜系面，基 频光以小角度入射进入该非线性晶体薄片，其中，第一通光面处的第一膜系面在入射光区 域为增透介质膜，其他区域为高反介质膜，第二通光面处的第二膜系面在出射光区域为增 透介质膜，其他区域为高反介质膜。其中，所述的第二通光面处的第二膜系面与非线性晶体 薄片的第二通光面的距离L是可调节的。进一步的，所述的第一通光面处的第一膜系面是镀于所述的非线性晶体薄片的第 一通光表面上，所述的第二通光面处的第二膜系面是镀于所述的非线性晶体薄片的第二通 光表面外一个与之平行设置的光学平片的一通光表面上。更进一步的，所述的非线性晶体薄片的第二通光表面上镀有增透介质膜。所述的 光学平片的另一通光表面上镀有增透介质膜。更进一步优选的，在上述的非线性晶体薄片的第一通光表面外设有保护光学平 片。
本发明采用如上技术方案，基频光以小角度入射到所述非线性晶体薄片的第一通 光面处的第一膜系面镀增透介质膜的区域，基频光在所述非线性晶体薄片内满足频率变换 角度相位匹配，基频光和在非线性晶体薄片内产生的倍频光在所述非线性晶体薄片第二通 光面处的第二膜系面出射，由于晶体的Walk-Off效应，出射的ο光和e光在空间上走离，所 述基频光和倍频光之后被第二膜系面的高反介质膜区域反射回非线性晶体薄片，上述ο光 和e光的走离在非线性晶体薄片中被补偿，之后所述基频光和倍频光被非线性晶体薄片第 一通光面处的第一膜系面镀高反介质膜区域反射，之后基频光和倍频光不断被第一膜系面 和第二膜系面的镀高反介质膜反射，最后在第二通光面处的第二膜系面镀增透介质膜的区 域出射。在反射的过程中，由于walk-off导致的o、e光分离被补偿，从而消除了 walk-off 效应对转换效率、能量密度和光斑模式的影响。因此，本发明的晶体器件是一种能消除 Walk-Off效应影响的晶体器件。
图1是本发明的基础实施例的结构示意图； 图2是本发明的扩展实施例的结构示意图； 图3是本发明的优选实施例的结构示意图。
具体实施例方式现结合附图和具体实施方式
对本发明进一步说明。参阅图1所示，本发明的基础实施例的晶体器件是在一非线性晶体薄片11的两 侧的通光面处设有两个平行的膜系面，基频光以小角度入射进入该非线性晶体薄片11，其 中，第一通光面处的第一膜系面在入射光区域111为增透介质膜，其他区域112为高反介质 膜，第二通光面处的第二膜系面在出射光区域125为增透介质膜，其他区域124为高反介质 膜。所述的第一通光面处的第一膜系面是镀于所述的非线性晶体薄片11的第一通光表面 上，所述的第二通光面处的第二膜系面是镀于所述的非线性晶体薄片11的第二通光表面 上。优选的，所述的非线性晶体薄片11的第一通光表面或者第二通光表面或者二个通光表 面外设有保护光学平片。其中，增透介质膜是对基频光和倍频光增透的介质膜，高反介质膜 是对基频光和倍频光高反的介质膜。下文不再重复说明。参阅图2所示，本发明的扩展实施例的晶体器件是在一非线性晶体薄片11的两 侧的通光面处设有两个平行的膜系面，基频光以小角度入射进入该非线性晶体薄片11，其 中，第一通光面处的第一膜系面在入射光区域111为增透介质膜，其他区域112为高反介质 膜，第二通光面处的第二膜系面在出射光区域125为增透介质膜，其他区域124为高反介质 膜。其中，所述的第二通光面处的第二膜系面与非线性晶体薄片11的第二通光面的距离L 是可调节的。所述的第一通光面处的第一膜系面是镀于所述的非线性晶体薄片11的第一 通光表面上，所述的第二通光面处的第二膜系面是镀于所述的非线性晶体薄片11的第二 通光表面外一个与之平行设置的光学平片12的一通光表面上。所述的非线性晶体薄片11 的第二通光表面上镀有增透介质膜113。所述的光学平片12的另一通光表面上镀有增透介 质膜126。对于II类角度相位匹配，基频光由ο光和e光组成。基频光以一个小角度入射到此晶体器件上，通过非线性晶体薄片11的入射光区域111进入此晶体器件中，基频光在非 线性非线性晶体薄片11中进行非线性相互作用产生倍频光。由于walk-off效应的作用， 在传播过程中ο光和e光产生分离，ο光和e光从非线性晶体薄片11出射后被光学平片平 片12反射回非线性晶体薄片11中，重新回到晶体薄片中的e光和ο光在被区域112上所 镀的高反射膜反射前不满足相位匹配条件，不产生倍频光，但是e光由于walk-off效应与 ο光靠近并重新重合到一起。重新重合的基频光在区域112被反射，并在非线性非线性晶 体薄片11中发生非线性相互作用并产生倍频光。经过多次反射，基频光和倍频光通过光学 平片12的出射光区域125射出此晶体器件。在此结构中，e光的walk-Off被补偿，消除了 walk-off对晶体长度的限制，提高了非线性频率转化效率。基频光与倍频光在非线性晶体薄片11的第二通光表面出射到被区域112反射的 过程中产生相位差，通过调L可使基频光和倍频光在被区域112反射后相位差为零。对于II类角度相位匹配，该晶体器件结构还可以提高倍频光的能量密度，改善倍 频光的光斑模式。在非线性晶体薄片11中产生的倍频光为e光时，由于walk-Off效应，产 生的倍频光(e光)不断与基频光分离，在基频光和倍频光被平行平片12反射重新进入非 线性晶体薄片11后，倍频光与基频光靠近并重新重合到一起，在被区域112的高反介质膜 反射后，由基频光新产生的倍频光与被区域112的高反介质膜反射的倍频光光斑也是重合 的，这样，经过一个周期的反射，walk-off效应被补偿，倍频光的光斑并未持续拉长，从而提 高了倍频光的能量密度，改善光斑模式。参阅图3所示，本发明的优选实施例的晶体器的示意图。其与图2所示的实施例 类似，不同的是为了保护膜系不脱离，所述的非线性晶体薄片11的第一通光表面外设有 保护光学平片13。尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明 白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对 本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
权利要求
一种晶体器件，其特征在于在一非线性晶体薄片(11)的两侧的通光面处至少设有两个平行的膜系面，基频光以小角度入射进入该非线性晶体薄片(11)，其中，第一通光面处的第一膜系面在入射光区域(111)为增透介质膜，其他区域(112)为高反介质膜，第二通光面处的第二膜系面在出射光区域(125)为增透介质膜，其他区域(124)为高反介质膜。
2.根据权利要求1所述的晶体器件，其特征在于所述的第一通光面处的第一膜系面 是镀于所述的非线性晶体薄片(11)的第一通光表面上，所述的第二通光面处的第二膜系面 是镀于所述的非线性晶体薄片(11)的第二通光表面上。
3.根据权利要求2所述的晶体器件，其特征在于所述的非线性晶体薄片(11)的第一 通光表面或者第二通光表面或者二个通光表面外设有保护光学平片。
4.根据权利要求1所述的晶体器件，其特征在于所述的第二通光面处的第二膜系面 与非线性晶体薄片(11)的第二通光面的距离L是可调节的。
5.根据权利要求4所述的晶体器件，其特征在于所述的第一通光面处的第一膜系面 是镀于所述的非线性晶体薄片(11)的第一通光表面上，所述的第二通光面处的第二膜系面 是镀于所述的非线性晶体薄片(11)的第二通光表面外一个与之平行设置的光学平片(12) 的一通光表面上。
6.根据权利要求5所述的晶体器件，其特征在于所述的非线性晶体薄片(11)的第二 通光表面上镀有增透介质膜(113)。
7.根据权利要求5所述的晶体器件，其特征在于所述的光学平片(12)的另一通光表 面上镀有增透介质膜(126)。
8.根据权利要求4或5或7所述的晶体器件，其特征在于所述的非线性晶体薄片(11) 的第一通光表面外设有保护光学平片(13)。
全文摘要
本发明涉及光学器件领域，尤其涉及一种光学晶体器件。本发明的晶体器件，具体是在一非线性晶体薄片的两侧的通光面处至少设有两个平行的膜系面，基频光以小角度入射进入该非线性晶体薄片，其中，第一通光面处的第一膜系面在入射光区域为增透介质膜，其他区域为高反介质膜，第二通光面处的第二膜系面在出射光区域为增透介质膜，其他区域为高反介质膜。本发明的晶体器件是一种能消除Walk-Off效应影响的晶体器件。
文档编号G02B1/11GK101980073SQ20101051529
公开日2011年2月23日 申请日期2010年10月22日 优先权日2010年10月22日
发明者任策, 吴砺, 林江铭 申请人:福州高意光学有限公司