一種兩片式結構的腔內倍頻微片激光器的加工方法，其加工步驟包括：雙折射型激光晶體及Ⅱ類位相匹配倍頻晶體分別毛坯定向、切割、大片磨砂、拋光、大片鍍膜、雙折射型激光晶體大片與Ⅱ類位相匹配倍頻晶體大片之間光膠或深化光膠、大片切小。其特征是雙折射型激光晶體拋光步驟中還含有位相差控制步驟，通過在雙折射型激光晶體最后一次表面拋光過程中控制雙折射型激光晶體中ｏ、ｅ倍頻光的位相差，使得激光晶體被加工成在該激光器實際工作溫度下所輸出倍頻光的高級次半波片或全波片。本發明專利技術的優點在于：使得倍頻光在腔內通過雙折射型激光晶體后從激光器輸出時仍然保持較好的偏振度，從而保證該激光器在一定工作溫度范圍內可輸出較高消光比的倍頻光。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種腔內倍頻微片激光器的加工方法，尤其涉及一種一定工 作溫度范圍內具有較高消光比腔內倍頻微片激光器加工方法。
技術介紹
在半導體泵浦倍頻激光器中，微片結構的腔內倍頻激光器具有高效率， 結構緊湊等優點。半導體激光二極管泵浦腔內倍頻綠光輸出原理示意圖如圖l所示包括半導體泵浦源1 (LD)、準直透鏡2、聚焦透鏡3、雙折射型激 光晶體4及II類位相匹配倍頻晶體5。 Si和S2為腔內倍頻^[鼓片激光器的兩個鍍膜面。通常Si面鍍對泵浦光增透，對基頻光人co和倍頻光 L2w高反的膜，S2面鍍對基頻光X。高反和對倍頻光入^高透的膜，這樣雙折射型激光晶體4及 II類位相匹配倍頻晶體5連同兩端的膜層形成激光諧振腔，在泵浦源及光學 透鏡的作用下可在該激光腔內產生倍頻光，相對普通分立元件所制作的激光 器而言，因該腔內倍頻激光器的最終完工尺寸可以很小，如 0.8mmx0.8mmx2.5mm, 故通常稱之為腔內倍頻微片激光器。在這種兩片式 結構的腔內倍頻微片激光器中，由于雙折射型激光晶體與II類位相匹配倍頻 晶體通常光軸夾角為45°,根據II類位相匹配條件Ke)+ ;U;o)"^2"e)或 入co(e)+入co(0)—人200(0),從II類位相匹配倍頻晶體5中產生的倍頻光為線偏光， 其光軸方向平行或垂直于倍頻晶體的光軸，因此倍頻光偏振方向與雙折射型 激光晶體4的夾角也為45°,當反向倍頻線偏光通過雙折射型激光晶體4時， 分解為不同傳播速度的且振動方向互相垂直的o、 e倍頻光，雙折射型激光晶 體4相對II類位相匹配倍頻晶體5產生的反向倍頻光而言，其作用相當于一 波片，使得從II類位相匹配倍頻晶體5出射的反向倍頻光往返兩次穿過雙折 射型激光晶體4后，其倍頻光的偏振方向及消光比由雙折射型激光晶體在該 微片激光器工作狀態下的波片效應所決定。例如，普通兩片式腔內倍頻微片激光器由0.5mm厚的Nd:YV04和2mm厚的KTP組成，對于其中的0.5mm 厚的Nd:YV04而言，在532nm處相鄰兩級次半波片或全波片之間的厚度差僅 為2.2微未普通兩片式腔內倍頻微片激光器的加工方法中由于在雙折射型激 光晶體的拋光過程中沒有精確控制雙折射型激光晶體的厚度，也就使得該雙 折射型激光晶體的波片效應各不相同，這樣不同批次制造出來的微片激光器 其輸出的倍頻光消光比也必然各不一樣，在某一固定工作溫度下微片激光器 所輸出倍頻光的消光比高的可達到100: 1以上，低的接近園偏光，在1: 1 附近，各不相等。隨著倍頻激光器的發展，人們對倍頻激光器的要求越來越高，要求在特 定工作溫度范圍內激光輸出功率高，光斑模式好，偏振方向固定，消光比較 高，如要求大于10: 1,器件微小，成本低廉，以上普通加工方法所制造出 來的微片激光器雖然成本低廉但因在雙折射型激光晶體的拋光過程中沒有按 一定要求去控制雙折射型激光晶體在倍頻光處的位相差，即雙折射型激光晶 體的厚度，使得所輸出的倍頻光無法滿足上述特定的要求。為了實現較高消光比偏振方向固定的倍頻光輸出，通常的辦法是將圖1 中腔內倍頻微片激光器的前腔鏡St面膜層設計成對泵浦光增透，對基頻光高 反和對倍頻光增透的方式，使由II類位相匹配倍頻晶體產生的倍頻光經過雙折射型激光晶體后直接透過，不再返回到倍頻晶體中，從而保證倍頻光輸出 具有極高的消光比。但這種方法在提高了消光比的同時，倍頻光在兩相反方 向卻均有輸出，單一方向上的出光效率降低了一半。另一種辦法是在雙折射型激光晶體與II類位相匹配倍頻晶體之間加上對倍頻光高反及對基頻光高透 的膜層，阻止倍頻光往返于激光晶體，從而獲得具有極高消光比的偏振倍頻 光輸出。但這種方法因為在激光晶體與倍頻晶體之間加入了高反膜層，增大 了腔內損耗，降低效率，且因為雙折射激光晶體和倍頻晶體之間要光膠或深 化光膠才能保證高的輸出功率，從而加大了加工方法的難度，使得成本不易 低廉。其它方法如中國專利第ZL200520068583.8號等所述，所采用的微片激 光器的結構均為三片式的結構，這種結構雖然可以在一定程度上提高消光 比，但皆因結構相對復雜，方法步驟增加，使得產品成本必然增高。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于提供一種在 一定使用溫度范圍內可以獲 得較高消光比偏振倍頻光輸出的兩片式結構的腔內倍頻微片激光器的加工方 法。本專利技術的實現方案是， 一種兩片式結構的腔內倍頻微片激光器的加工步驟包括雙折射型激光晶體及n類位相匹配倍頻晶體分別毛坯定向、切割、 大片磨砂、拋光、大片鍍膜、雙折射型激光晶體大片與II類位相匹配倍頻晶體大片之間光膠或深化光膠、大片切小。本專利技術的主要特征是雙折射型激 光晶體拋光步驟中還含有位相差控制步驟，通過在雙折射型激光晶體的最后 一次表面拋光時，即決定雙折射型激光晶體厚度或雙折射型激光晶體中o、 e 倍頻光位相差的最后一次拋光過程中控制o、 e倍頻光在雙折射型激光晶體中 的位相差，使得雙折射型激光晶體拋光完成后，在該激光器實際工作溫度下 等同于一個所輸出倍頻光的高級次半波片或全波片。上述雙折射型激光晶體、II類位相匹配倍頻晶體的光軸與通光方向垂 直，且雙折射型激光晶體與II類位相匹配倍頻晶體二者的光軸成45。夾角；雙 折射型激光晶體及II類位相匹配倍頻晶體大片鍍膜是指兩者分別鍍制有不同 膜層，不同膜層包括前腔鏡膜和后腔鏡膜兩種，其中前腔鏡膜為對基頻光及 倍頻光高反射，泵浦光高透過的膜層，后腔鏡膜為對基頻光高反射及倍頻光 高透過的膜層。根據上面兩片式結構的腔內倍頻微片激光器特性可知，采用上述技術方 案后無論后腔鏡膜鍍制在II類位相匹配倍頻晶體表面上還是鍍制在雙折射型 激光晶體表面上，該腔內倍頻微片激光器在實際工作溫度下工作時，所產生 的線偏振倍頻光在腔內經過雙折射型激光晶體后輸出時仍然可保持4艮好的偏 振度。上述位相差控制步驟中所用的位相差控制方法可以是測量雙折射型激光 晶體中o、 e倍頻光的位相差或測量雙折射型激光晶體的幾何厚度。 具體位相差或厚度要求計算參見如下說明假設在微片激光器的實際工作溫度ti時，要求雙折射型激光晶體為所輸出倍頻光的高級次半波片或全波片，則雙折射型激光晶體中o、 e倍頻光的位 相差Acpi滿足A(p尸2承兀氺lno(tO-ne(tOI承I^/X2①-K承Ti ( 1)則在測量環境溫度為k時，該雙折射型激光晶體中o、 e倍頻光的位相差 A(p2應為<formula>formula see original document page 7</formula>以上部分參數之間的關系為<formula>formula see original document page 7</formula>LtHl+a承(t2-ti)]承Lti (5) 根據以上公式，當已知部分參數時即可得出相應的位相差值或厚度值。 其中，K為正整數，Lt。 Lt2分別為雙折射型激光晶體在溫度t。 t2時所對應的幾何厚度，單位與倍頻光波長？12(0相同，Ile(ti)、 ！le(t2)分別為雙折射型激光晶體在溫度ti、 t2時所對應的波長人2w處e光折射率，n。(ti)、 n。(t2)分別為雙折 射型激光晶體在溫度t!、 t2本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種兩片式結構的腔內倍頻微片激光器的加工方法，其加工步驟包括：雙折射型激光晶體及Ⅱ類位相匹配倍頻晶體分別毛坯定向、切割、大片磨砂、拋光、大片鍍膜、雙折射型激光晶體與Ⅱ類位相匹配倍頻晶體之間固定，其特征在于：雙折射型激光晶體拋光步驟中還含有位相差控制步驟，使得雙折射型激光晶體被加工成在該激光器實際工作溫度下所輸出倍頻光的高級次半波片或全波片。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：張山從，陳建林，
申請(專利權)人：福建華科光電有限公司，
類型：發明
國別省市：35[中國|福建]
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