[發明專利]一種三波長激光器及其工作方法

在審

• 申請號: 201410133767.1
• 申請日: 2014-04-03
• 公開（公告）號: CN104009388A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 馬長勤;于浩海;韓學坤;張懷金;王繼揚;路慶明
• 申請（專利權）人: 青島鐳視光電科技有限公司;山東大學
• 主分類號: H01S3/109
• 分類號: H01S3/109;H01S3/0941
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 許德山

技術領域

本發明涉及一種三波長激光器及其工作方法，屬于激光器的技術領域。

背景技術

激光顯示是近幾年來興起的一種顯示技術，它的顯示原理是以紅、綠、藍三基色激光為光源的顯示技術，可以最真實地再現客觀世界豐富、艷麗的色彩，提供更具震撼的表現力。它是繼黑白顯示、彩色顯示、數字高清顯示之后的第四代顯示技術，由于它具有色域范圍廣、壽命長、環保、節能等優點，被認為是顯示領域的一次革命。

激光顯示技術具有很多優點，但仍需要解決兩大難題：（一）是激光光束的勻光整形，就是把激光器出射的單模或多模高斯光束轉換成特定形狀（如矩形或方形等）且強度盡量均勻的光束；（二）是盡量減少或消除因激光高單色性（相干性）由干涉和衍射形成的散斑和條紋。

中國專利CN102593700A記載了一種無增益競爭三波長激光器，該專利提出了一種同一晶體不同能級躍遷增益相互競爭的解決辦法。但是其方案輸出激光波長差異大，相干性強，易形成衍射條紋，不利于激光顯示應用。

中國專利CN1459897記載了一種三波長釹激光器腔內或腔外倍頻的紅綠藍三基色激光器，該專利使用了1塊激光晶體YAG加上3塊非線性晶體來分別產生紅綠藍三種激光，其結構不但結構較復雜，而且其方案輸出激光波長差異大，相干性強，易形成衍射條紋，不利于激光顯示應用。

沈陽師范大學學報(自然科學版)第29卷第3期2011年7月公開的《LD側面泵浦Nd:YAG1064nm/532nm/660nm三波長激光器》，該對比文件包括兩種可見光和一種紅外光。其方案輸出激光波長差異大，相干性強，易形成衍射條紋，不利于激光顯示應用。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明涉及一種三波長激光器。本發明使用兩塊晶體同一光路即實現了三波長激光輸出；三種激光波長相鄰，能量疊加，能量分布更平滑，減少了衍射條紋，激光光強分布更接近自然光。該激光器將自倍頻激光晶體與激光晶體結合在一起，得到532、531、530nm三波長激光輸出。由于波長相近，大大減少了因激光單色性形成的散斑和條紋，光束均勻，設計簡捷可靠，在激光顯示方面具有，良好的市場應用前景。

本發明還公開了一種上述三波長激光器的工作方法。

術語說明：

1、LD，半導體激光器的簡稱；

2、Nd:YCOB，釹摻雜硼酸鈣氧釔的通用簡稱；

3、Nd:GdCOB，釹摻雜硼酸鈣氧釓的通用簡稱；

4、Nd:YVO4，釹摻雜釩酸釔的通用簡稱。

本發明的技術方案如下：

一種三波長激光器，包括依光照順序依次設置的激光二極管泵浦源、聚焦透鏡組、自倍頻激光晶體和激光晶體；所述激光二極管泵浦源和聚焦透鏡組通過耦合光纖相連；在所述自倍頻激光晶體，且靠近所述激光二極管泵浦源的通光面分別鍍以808nm高透過膜、(1090-1060)nm高反射介質膜和(532-530)nm高反射介質膜；在所述激光晶體、且遠離所述激光二極管泵浦源的通光面鍍以(532-530)nm高透過膜、(1090-1060)nm高反射介質膜；所述的三波長激光器同時輸出532nm、531nm、530nm三個波長的激光；

所述激光二極管泵浦源發射808nm泵浦激光，被自倍頻激光晶體部分吸收后產生1060nm基頻光，其余泵浦光被激光晶體吸收產生1064nm基頻光；在自倍頻激光晶體中，所產生的1060nm基頻光倍頻產生530nm激光，1064nm基頻光倍頻產生532nm激光，1060nm基頻光與1064nm基頻光和頻產生531nm激光；即所述的三波長激光器同時輸出532nm、531nm、530nm三個波長的激光。

根據本發明優選的，所述激光二極管泵浦源為產生808nm激光的半導體激光器LD；

所述自倍頻激光晶體為摻釹硼酸氧鈣鹽晶體，所述摻釹硼酸氧鈣鹽晶體為釹摻雜硼酸鈣氧釔Nd:YCOB或釹摻雜硼酸鈣氧釓Nd:GdCOB；

所述激光晶體是釹摻雜釩酸釔晶體Nd:YVO4。

根據本發明優選的，所述自倍頻激光晶體按通光方向切割，切割方向為產生531nm激光的相位匹配方向；所述自倍頻激光晶體為圓柱形或者長方體；通光方向長度為0.1-20mm。

根據本發明優選的，所述自倍頻激光晶體長度為1-10mm，進一步優選的，所述自倍頻激光晶體的長度為4-8mm。