藍(lán)光激光器的發(fā)展及其應(yīng)用
結(jié)合激光顯示和藍(lán)光光盤(pán)等主要應(yīng)用,介紹全固態(tài)藍(lán)光激光器的多種技術(shù)和最新發(fā)展。重點(diǎn)講述了藍(lán)光半導(dǎo)體激光以及半導(dǎo)體激光直接倍頻藍(lán)光激光器技術(shù)的進(jìn)展。最后對(duì)藍(lán)光激光器的一些主要應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)。
近期我們?cè)O(shè)計(jì)的方案是,采用窄線寬ld直接倍頻ppln來(lái)獲得藍(lán)色激光的方案,如圖3所示。ld的輸出波長(zhǎng)為975nm,線寬約0.1nm,輸出功率200mw。由于ppln的高倍頻轉(zhuǎn)換效率,可以獲得20-30mw的488nm激光輸出。目前此方案仍在進(jìn)行當(dāng)中,相信不久就可以獲得實(shí)際應(yīng)用。
4.ld泵浦非線性轉(zhuǎn)換藍(lán)光激光器 利用了ld發(fā)射譜線能夠很好地與nd3+、cr3+等激活離子的吸收帶相匹配,并通過(guò)倍頻、和頻等方法來(lái)得到高轉(zhuǎn)換效率的藍(lán)色激光輸出。 (1)用和頻方法獲得藍(lán)色激光器 一種方法是運(yùn)用gaalas激光二極管輸出的809nm激光,與nd3+離子1.06μm的激光通過(guò)和頻來(lái)得到459nm的藍(lán)光輸出。1987年,j.c.baumert及其同事首次在Ⅱ類(lèi)位相匹配的ktp晶體中運(yùn)用和頻方法得到了0.96mw的藍(lán)光輸出。19 8 9年,w.p.risk和w.lenth利用同樣的晶體,在常溫下實(shí)現(xiàn)了此和頻過(guò)程的非臨界相位匹配,也獲得了藍(lán)色激光輸出。1992年,w.p.risk和w.j.kozlovsky利用外腔諧振加強(qiáng)的辦法,在ktp單塊駐波腔內(nèi)獲得4mw的基橫模462nm輸出。p.n.kean和r.w.stanley在1993年采用折疊腔結(jié)構(gòu),利用100mw的單管ld得到了20mw的459nm藍(lán)色激光輸出,單管ld-藍(lán)光的轉(zhuǎn)換效率高達(dá)68%,在改變和頻晶體的匹配角度時(shí),實(shí)現(xiàn)12nm的調(diào)諧寬度,但是這種技術(shù)對(duì)起注入作用的ld要求較高。 最近,德國(guó)的kaiserslautern大學(xué)和當(dāng)?shù)氐囊患夜狙邪l(fā)了一種采用鎖模的半導(dǎo)體泵浦nd:yvo4激光放大器來(lái)泵浦kta-opo,用上述方法產(chǎn)生的1064nm和1535nm激光,經(jīng)倍頻和和頻過(guò)程同時(shí)獲得629nm、532nm、446nm的三基色激光(圖4),直接用于激光顯示的應(yīng)用。 從八十年代末期開(kāi)始,人們就對(duì)利用808nm的ld泵浦nd:yag及nd:yvo4,實(shí)現(xiàn)4f3/2→4i9/2準(zhǔn)三能級(jí)的946nm或912nm激光振蕩,并運(yùn)用kn或lbo等非線性晶體通過(guò)內(nèi)腔倍頻以得到藍(lán)色激光輸出的方案進(jìn)行了研究。1987年,w.p.risk和w.lenth在一個(gè)未優(yōu)化的nd:yag-liio3激光腔外得到了100μw的473nm藍(lán)色激光。19 8 9年,w.p.risk用kn晶體對(duì)ld泵浦的nd:yag倍頻,在吸收功率為400mw時(shí)得到了3.7mw的藍(lán)色激光。斯坦福大學(xué)的t.y.fan于同年申請(qǐng)了關(guān)于通過(guò)倍頻摻nd3+介質(zhì)而獲得藍(lán)綠激光的專(zhuān)利(us patent no.4809291)。這種激光器結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,關(guān)鍵在于采取適當(dāng)?shù)拇胧┮种瓢l(fā)射截面大的1.06μm振蕩。目前該項(xiàng)技術(shù)已逐漸趨向成熟化,德國(guó)漢堡大學(xué)用21w的808nm激光二極管得到了2.8w的473nm藍(lán)色激光輸出,正在逐步地達(dá)到低成本、高效率的商品化藍(lán)色激光器的要求。 此外,還有內(nèi)腔倍頻的可調(diào)諧摻鉻(cr3+)藍(lán)色激光器。美國(guó)勞倫斯•利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室成功地研制出兩種可調(diào)諧激光晶體cr:licaf和cr:lisaf。其熒光光譜范圍覆蓋800~1000nm波段,并且在630~690nm之間有吸收帶。cr:licaf晶體由于存在嚴(yán)重的散射機(jī)制、引入大的損耗而較少在激光系統(tǒng)中使用。更令人感興趣的是cr:lisaf,其晶體生長(zhǎng)工藝較為成熟,峰值發(fā)射波長(zhǎng)為846nm。加上670nm、500mw級(jí)的紅光ld的商品化,推動(dòng)基于cr:lisaf的內(nèi)腔倍頻藍(lán)色激光器的發(fā)展。日立金屬株式會(huì)社的佐藤正純等人研制出高穩(wěn)定性的430nm的藍(lán)色激光器,輸出功率大于10mw。采用電學(xué)反饋,將輸出穩(wěn)定性控制在0.7%。 |
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1.行業(yè)新聞、市場(chǎng)分析。 2.新品新技術(shù)(最新研發(fā)出來(lái)的產(chǎn)品技術(shù)介紹,包括產(chǎn)品性能參數(shù)、作用、應(yīng)用領(lǐng)域及圖片); 3.解決方案/專(zhuān)業(yè)論文(針對(duì)問(wèn)題及需求,提出一個(gè)解決問(wèn)題的執(zhí)行方案); 4.技術(shù)文章、白皮書(shū),光學(xué)軟件運(yùn)用技術(shù)(光電行業(yè)內(nèi)技術(shù)文檔);
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