一种基于掺杂光学超晶格的非线性切伦科夫辐射光源的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于掺杂光学超晶格的非线性切伦科夫辐射光源，包括激光泵浦源和光学谐振腔。光学谐振腔内的激光增益介质晶体为掺杂的光学超晶格晶体。掺杂的光学超晶格晶体是以铌酸锂或钽酸锂或掺镁铌酸锂或磷酸钛氧钾或磷酸钛氧铷为基质材料构筑的一维或二维或三维的周期性结构的非线性晶体，并在内部的掺杂有镧系元素离子或锕系元素离子或过渡金属离子作为激光增益离子。相比于现有技术，本发明集成化程度较高激光腔内使用切伦科夫型相位匹配方式，对工作波长、温度等条件的要求不再苛刻，因此系统的环境容忍度更高。
【专利说明】一种基于掺杂光学超晶格的非线性切伦科夫辐射光源
【技术领域】
[0001] 本发明涉及激光器。
【背景技术】
[0002] 集成化程度高、可靠性高、小型化的激光光源是激光器研究中的重要方向之一。在 全固态激光器件研究中，通常使用掺稀土离子的晶体材料作为激光的增益介质来产生激 光，受制于发光离子的能级结构，产生的激光波长范围是比较有限的，利用非线性光学效应 实现激光的频率转换是扩展激光波长的有效方法。
[0003] 要实现有效的非线性频率转换，需要满足动量守恒和能量守恒。而由于非线性材 料的色散，即不同波长光的折射率不同，因此在光学频率转换过程中存在波矢失配，使得非 线性光学过程不能有效的进行。为补偿动量的失配量，目前常用的有双折射相位匹配和准 相位匹配两种方式。以倍频过程为例，双折射相位匹配利用晶体的双折射效应，通过让基波 光和倍频光处于不同的偏振方向，使得两者的折射率相同，从而倍频过程的波矢失配为零。 但是这种方法受制于晶体的双折射特性，并且存在相互作用光之间的能流空间走离效应。 准相位匹配则是通过对晶体的非线性系数进行周期性调制，类似于布拉格衍射，利用周期 极化结构提供的倒格矢，来补偿波矢失配，从而获得高效的频率转换。准相位匹配的优势在 于可以利用晶体的最大有效非线性系数；并且可以根据非线性过程灵活设计材料的结构， 在晶体的透光范围内实现任意波长输出的相位匹配。
[0004] 此外，非线性切伦科夫辐射效应也是一种新型的实现有效非线性频率转换的相位 匹配方式。在粒子物理中，当带电粒子在介质中的速度（V)大于介质中的光速（U)时，光会 以一定的角度（
【权利要求】
1. 一种基于掺杂光学超晶格的非线性切伦科夫福射光源，包括激光泵浦源和光学谐振 腔；所述光学谐振腔内设置有激光增益介质晶体，其特征在于，所述的激光增益介质晶体为 惨杂的光学超晶格晶体。
2. 如权利要求1所述的基于掺杂光学超晶格的非线性切伦科夫辐射光源，其特征在 于，所述的掺杂的光学超晶格晶体内的掺杂物为镧系元素离子或锕系元素离子或过渡金属 离子。
3. 如权利要求1所述的基于掺杂光学超晶格的非线性切伦科夫辐射光源，其特征在 于，所述的掺杂的光学超晶格晶体的基质材料为铌酸锂或钽酸锂或掺镁铌酸锂或掺镁钽酸 锂或磷酸钛氧钾或磷酸钛氧铷。
4. 如权利要求1所述的基于掺杂光学超晶格的非线性切伦科夫辐射光源，其特征在 于，所述的光学超晶格晶体为一维或二维或三维的周期性结构材料。
5. 如权利要求1或2或3或4所述的基于掺杂光学超晶格的非线性切伦科夫辐射光 源，其特征在于，所述的光学谐振腔内还设置有调Q开关。
6. 如权利要求1或2或3或4所述的基于掺杂光学超晶格的非线性切伦科夫辐射光 源，其特征在于，所述的光学谐振腔内还设置有偏光镜片。
7. 如权利要求1或2或3或4所述的基于掺杂光学超晶格的非线性切伦科夫辐射光 源，其特征在于，在所述激光泵浦源和光学谐振腔之间设置有光学耦合系统；所述的激光泵 浦源为激光二极管泵浦源。
8. 如权利要求1或2或3或4所述的基于掺杂光学超晶格的非线性切伦科夫辐射光 源，其特征在于，所述的光学谐振腔是由平面镜和平凹镜组成的两镜腔。
【文档编号】H01S3/109GK104242040SQ201410494827
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月25日 优先权日:2014年9月25日
【发明者】胡小鹏, 邹炯, 倪睿, 程桓, 任芳芳, 祝世宁 申请人:南京大学