一種補償非線性晶體溫度梯度的裝置的制作方法

本實用新型涉及一種補償光學參量振蕩器中非線性晶體縱向溫度梯度的裝置。

背景技術：

對于平均輸出功率在瓦量級的光學參量振蕩器(Optical Parametric Oscillator, OPO)，晶體的熱效應問題不能被忽略。盡管參量過程中非線性晶體并不參與能量的凈交換，但是由于晶體對于泵浦光和參量光都有一定的吸收，所以在較大功率運轉時，晶體內還是會有較強的熱效應。晶體的熱效應會引起相位失配，還會引發熱透鏡效應，波導效應以及雙穩態效應等等。其中在高重頻脈沖泵浦中紅外參量振蕩器中，熱效應的主要來源是晶體對非諧振閑頻光的吸收。由于在晶體兩端閑頻光的功率密度并不相同，所以晶體熱效應也不相同，這樣就會在晶體兩端產生一定的溫度梯度。通常情況下，參量過程中的相位匹配都與溫度有關，特定的參量過程對應著特定的晶體溫度。所以這種溫度梯度的存在會造成相位失配的加劇，從而降低轉換效率，所以有必要對晶體縱向溫度梯度進行補償。

為了獲得穩定高效的參量過程必須對晶體溫度進行控制。通常的做法是將晶體至于加熱爐中進行加熱并維持在某個特定溫度附近。但是這種結構的溫控裝置是對晶體運轉溫度進行定量控制，所以無法對熱效應引起的溫度梯度進行補償。

技術實現要素：

針對現有技術存在的不足，本實用新型提供一種補償光學參量振蕩器中非線性晶體縱向溫度梯度的裝置，克服常規采用的單一恒溫定量控溫及溫度梯度補償效率差等缺點。

本實用新型所采用的具體技術方案如下：

本實用新型包括晶體夾持裝置、第一恒溫爐、第二恒溫爐、第三恒溫爐、第四恒溫爐、陶瓷隔離層和底座；在底座上依次設有第一恒溫爐、第二恒溫爐、第三恒溫爐、第四恒溫爐，在第一恒溫爐、第二恒溫爐、第三恒溫爐和第四恒溫爐之間設有陶瓷隔離層；在第一恒溫爐、第二恒溫爐、第三恒溫爐、第四恒溫爐和陶瓷隔離層的上部中間垂直放置非線性晶體，非線性晶體兩側設有晶體夾持裝置，其中第一恒溫爐、第二恒溫爐、第三恒溫爐和第四恒溫爐依次對非線性晶體整體進行溫度控制，非線性晶體通過晶體夾持裝置固定在第一恒溫爐、第二恒溫爐、第三恒溫爐、第四恒溫爐和陶瓷隔離層之上，晶體夾持裝置既固定非線性晶體，又使非線性晶體與第一恒溫爐、第二恒溫爐、第三恒溫爐、第四恒溫爐和陶瓷隔離層保持良好的接觸。

本實用新型與現有技術相比有如下優點：

1.本實用新型提供了一種四個恒溫爐分布的溫度梯度補償裝置，溫度梯度設置更加合理，補償效果更佳，而且結構簡單，使用方便。

2.本實用新型采用三塊陶瓷隔離層，放置在四個恒溫爐之間，使得恒溫爐的溫度彼此互不干擾，溫度梯度層次區分度大，增強了補償效果。

3.本實用新型采用的四個恒溫爐總體長度，僅略長于非線性晶體長度，尺寸小、制造成本低，結構合理。

4.本使用新型的實現成本低，適用性強，有利于固體激光器的發展。

綜上所述，本實用新型設計新穎合理，實現方便，能夠有效補償非線性晶體中的溫度梯度，提高了光參量轉換效率和輸出功率，適用性強，值得推廣。

附圖說明

圖1為非線性晶體中溫度梯度補償裝置三視圖。

圖2為底座上四個恒溫爐和三個陶瓷隔離層的排布三視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型進一步說明。

在底座6上依次設有第一恒溫爐3、第二恒溫爐7、第三恒溫爐9、第四恒溫爐4，在第一恒溫爐3、第二恒溫爐7、第三恒溫爐9和第四恒溫爐4之間設有陶瓷隔離層8、5、10；在第一恒溫爐3、第二恒溫爐7、第三恒溫爐9、第四恒溫爐4和陶瓷隔離層8、5、10的上部中間垂直設有非線性晶體1，非線性晶體1兩側設有晶體夾持裝置2，其中第一恒溫爐3、第二恒溫爐7、第三恒溫爐9和第四恒溫爐4依次對非線性晶體1整體進行溫度控制，非線性晶體1通過晶體夾持裝置2固定在第一恒溫爐3、第二恒溫爐7、第三恒溫爐9、第四恒溫爐4和陶瓷隔離層8、5、10之上，晶體夾持裝置2既固定非線性晶體1，又使非線性晶體1與第一恒溫爐3、第二恒溫爐7、第三恒溫爐9、第四恒溫爐4和陶瓷隔離層8、5、10保持良好的接觸。

在底座6上第一恒溫爐3、第二恒溫爐7、第三恒溫爐9、第四恒溫爐4依次排開，平行放置，在第一恒溫爐3和第二恒溫爐7中間加入陶瓷隔離層8，在第二恒溫爐7和第三恒溫爐9之間加入陶瓷隔離層5，在第三恒溫爐9和第四恒溫爐4之間加入陶瓷隔離層10，確保相鄰恒溫爐的溫度互相不受影響。第一恒溫爐3、第二恒溫爐7、第三恒溫爐9和第四恒溫爐4，總體長度略大于非線性晶體1的長度。

非線性晶體1加持裝置2，既固定非線性晶體1，又使得第一恒溫爐3、第二恒溫爐7、第三恒溫爐9和第四恒溫爐4以及陶瓷隔離層8、5、10彼此相連，使反向溫度梯度通過與非線性晶體1的接觸面進入，進行溫度補償。

實施例；采用平行平面腔和本實用新型非線性晶體溫度梯度補償裝置組成光參量振蕩器，晶體為周期性極化摻雜氧化鎂鈮酸鋰，極化周期31.5 μm，晶體尺寸為1 mm×1 mm×50 mm，四個恒溫爐溫度依次為55℃、50℃、40℃和35℃。通入經過耦合處理的泵浦光，當泵浦功率為14 W時，總的參量光輸出功率為5.64 W，轉換效率為40.29%。而采用平行平面腔和單一恒溫爐結構組成的光參量振蕩器，當溫度為45℃，其余參數均不變，14 W泵浦光輸入時，總的參量光輸出功率4.27 W，轉換效率30.5%。兩者相比，本實用新型裝置的轉換效率優勢明顯。