一种阵列式腔内倍频激光器及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种阵列式腔内倍频激光器，包括沿激光出射方向依次设置的激光泵浦源、固体激光介质、标准具、半波片和非线性晶体。本发明专利技术产生用于激光显示的绿光光源，输出波长可以单一波长的绿光，也可以双波长混合绿光。多光束非相干合成的处理方式将降低消相干处理的难度；共享谐振腔的实验设计将使激光器体积小，寿命长，价格低。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种阵列式腔内倍频激光器，包括沿激光出射方向依次设置的激光泵浦源、固体激光介质、标准具、半波片和非线性晶体。本专利技术产生用于激光显示的绿光光源，输出波长可以单一波长的绿光，也可以双波长混合绿光。多光束非相干合成的处理方式将降低消相干处理的难度；共享谐振腔的实验设计将使激光器体积小，寿命长，价格低。【专利说明】一种阵列式腔内倍频激光器及其应用
本专利技术涉及一种阵列式腔内倍频激光器及其应用，属于激光器的
。
技术介绍
激光显示具有色域范围广(激光显示的颜色表现能力是平板电视的2倍以上)、寿命长、环保、节能等优点，具有广阔的市场前景。激光显示技术路线从图像生成方式上分为扫描式和投影式，其中投影式激光显示符合发展趋势。激光显示的关键技术包括:红绿蓝三基色激光光源，图像调制技术，匀场及消相干技术，以及大色域图像的信息处理技术。其中红绿蓝三基色激光光源决定了激光显示技术的终端显示产品的色域空间、寿命以及价格的主要成分，是最核心的关键技术。 日本、美国、韩国、德国等发达国家都在加强激光显示技术研发，相继推出了激光电视、激光投影仪、激光数码影院等样机，并谋求激光显示产业化发展，抢占全球下一代显示市场。我国对激光显示技术的关注也早已开始，2002年我国在该
实现重大突破，推出全固态激光显示原理样机，以后激光显示屏幕逐步增大，目前以达140英寸以上。 尽管各国已经推出激光显示样机，但激光显示进入千家万户还有一段距离，主要问题是成本太高，其中激光光源的成本占了整个激光显示器件的主要部分。符合产业化标准的红绿蓝三基色激光光源应该满足:(I)体积小，寿命长，价格低；(2)满足大色域空间要求；(2)利于消相干处理，能有效地消除散斑效应。 目前红绿蓝三基色激光光源主要有三种，一是激光二极管(LD)，它体积小，寿命长，价格低，且利于消相干处理，是激光光源的首选。但目前只有红光LD已经在激光显示中得到应用，蓝光LD已经问世，但价格较高，目前还没有绿光LD。另一种激光光源是LD泵浦的固体倍频激光器，红绿蓝三种颜色的激光均可以用这种方式产生，缺点是成本高于直接发光的LD，且消相干处理也比LD复杂。第三种激光光源是红外垂直面发射半导体激光的倍频，成本也高于直接发光的LD，消相干处理也比LD复杂。第二种和第三种激光光源可以通过多光束非相干合成技术降低消相干处理的难度，同时增加输出功率。降低消相干处理的难度的方法还有扫描式面光源和线宽扩展法。可以看出，LD是最合适的激光显示用光源。但由于目前还没有绿光LD，用LD泵浦的固体倍频激光器是获取绿光光源很好的选择。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种阵列式腔内倍频激光器。本专利技术利用腔内倍频共享谐振腔多光束激光器，产生用于激光显示的绿光光源，输出波长情况可以通过标准具来控制，可以是单一波长的绿光，也可以是双波长同时输出的混合绿光。多光束非相干合成的处理方式将降低消相干处理的难度；共享谐振腔设计将使激光器体积小，寿命长，价格低。 本专利技术还提供一种上述激光器的应用。 本专利技术的技术方案如下: 一种阵列式腔内倍频激光器，包括沿激光出射方向依次设置的激光泵浦源、固体激光介质、标准具、半波片和非线性晶体； 所述固体激光介质为常见的固体激光介质，包括Nd:YLF,Nd:YV0dP Yb:YAG晶体，所述固体激光介质在X方向的长度为3— 7毫米、在y方向的长度为4一6毫米，在z方向的厚度为I毫米；所述固体激光介质上，且靠近激光泵浦源的一面镀有:对泵浦源出射光的高透膜、对基频光和倍频光的高反膜，该镀膜作为多光束共用谐振腔的输入镜； 所述非线性晶体为周期性极化非线性晶体，所述周期性极化非线性晶体包括PPLN、PPLT或PPKTP晶体，所述周期性极化非线性晶体在x方向的长度为4一8毫米，在y方向的长度为4一6毫米，在z方向的厚度为I毫米；在所述周期性极化非线性晶体上，且靠近固体激光介质的一端镀有:对基频光的高透膜、对倍频光的高反膜，在远离固体激光介质的一端镀有:对倍频光的高透膜、对基频光的高反膜，该镀膜作为多光束共用谐振腔的输出镜; 所述阵列式腔内倍频激光器通过控制标准具的数量来控制输出波长的输出情况，再经过半波片来调节某一波长的偏振方向，最后经过周期性极化非线性晶体产生单一波长绿光，或产生双波长同时输出的混合绿光。所述标准具具有特定厚度，有波长选择作用，使特定波长起振，让谐振腔中存在另一波长的激光；标准具的数目可以试具体情况而定，每一个标准具对应一路特定波长的激光。 根据本专利技术优选的，所述半波片与标准具成组出现，用于调节波长为的偏振方向。使其更好的进行倍频。 根据本专利技术优选的，所述激光泵浦源为二极管激光器，二极管激光器的个数为2-20个，功率范围2W-100W ;泵浦方式是端面泵浦。 一种上述阵列式腔内倍频激光器的应用，用于作为激光显示用的绿光光源:产生单一波长的绿光，或产生双波长同时输出的混合绿光。 本专利技术的优势如下: 1.本专利技术输出波长灵活。腔内设置有标准具和半波片，可以灵活的控制输出的个数，以及不同波长的数量比。 2.本专利技术能有效地降低消相干处理的难度，利于消除散斑效应。实验中获得多束独立的(非相干)光束，这些光束在投影式激光显示器件的图像调制器件(如LCD、DLP、LC0S)前进行非相干合成，可以有效地降低消相干处理的难度，利于消除散斑效应。 3.本专利技术利用激光晶体靠近泵浦源一面的镀膜作为输入镜，周期性极化晶体远离激光晶体一端的镀膜作为输出镜，这种镀膜做腔镜的方式是保证了激光器的小型化，结构紧凑，效率高，寿命长。激光晶体、周期性极化晶体加上各自的镀膜组成了激光的谐振腔。输出波长可以通过标准具来控制，激光的偏振可以通过半波片来控制。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术实施例1的结构示意图； 其中:1、激光泵浦源；2、Nd:YLF晶体；3、标准具；4、半波片；5、PPLN晶体。 【具体实施方式】 下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明，但不限于此。 实施例1: 如图1所示。 一种阵列式腔内倍频激光器，包括沿激光出射方向依次设置的激光泵浦源1、固体激光介质2、标准具3、半波片4和非线性晶体5 ； 所述固体激光介质为掺钕氟化钇锂晶体，即Nd =YLF晶体2，所述Nd =YLF晶体2在X方向的长度为5毫米、在y方向的长度为5毫米，在z方向的厚度为I毫米；所述Nd =YLF晶体2上，且靠近激光泵浦源I的一面镀有:对泵浦源I出射光的高透膜、对波长1050纳米和525纳米光的高反膜，该镀膜作为多光束共用谐振腔的输入镜； 所述非线性晶体为周期性极化铌酸锂晶体，即PPLN晶体5，所述PPLN晶体5在x方向的长度为5毫米，在y方向的长度为5毫米，在z方向的厚度为I毫米；在所述PPLN晶体上，且靠近Nd = YLF晶体2的一端镀有:对波长1050纳米光的高透膜、对波长525纳米光的高反膜，在远离Nd = YLF晶体的一端镀有:对波长525纳米光的高透膜、对波长1050纳米光的高反膜，该镀膜作为多光束共用谐振腔的输出镜； 所述阵列式腔内倍频激光器通过控制标准具的数量来控制输出1053纳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阵列式腔内倍频激光器，其特征在于，包括沿激光出射方向依次设置的激光泵浦源、固体激光介质、标准具、半波片和非线性晶体；所述固体激光介质为常见的固体激光介质，包括Nd：YLF、Nd：YVO4和Yb:YAG晶体，所述固体激光介质在x方向的长度为3—7毫米、在y方向的长度为4—6毫米，在z方向的厚度为1毫米；所述固体激光介质上，且靠近激光泵浦源的一面镀有：对泵浦源出射光的高透膜、对基频光和倍频光的高反膜，该镀膜作为多光束共用谐振腔的输入镜；所述非线性晶体为周期性极化非线性晶体，所述周期性极化非线性晶体包括PPLN、PPLT或PPKTP晶体，所述周期性极化非线性晶体在x方向的长度为4—8毫米，在y方向的长度为4—6毫米，在z方向的厚度为1毫米；在所述周期性极化非线性晶体上，且靠近固体激光介质的一端镀有：对基频光的高透膜、对倍频光的高反膜，在远离固体激光介质的一端镀有：对倍频光的高透膜、对基频光的高反膜，该镀膜作为多光束共用谐振腔的输出镜；所述阵列式腔内倍频激光器通过控制标准具的数量来控制输出波长的输出情况，再经过半波片来调节某一波长的偏振方向，最后经过周期性极化非线性晶体产生单一波长绿光，或产生双波长同时输出的混合绿光。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张飒飒，张行愚，刘兆军，刘杨，丛振华，门少杰，夏金宝，饶翰，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37