一種變色雷射器的製作方法

2023-06-26 00:46:21 1

專利名稱：一種變色雷射器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉 及雷射器領域，尤其涉及多波長輸出的雷射器。
背景技術：
在雷射器領域尤其是微片雷射器領域，一般通過在雷射腔中插入非線性晶體材料 來擴展雷射器的輸出波長，各種可見波段雷射的獲得也是通過此方法獲得的。一般的彩色 雷射器都是通過採用兩個或者多個諧振腔分別獲得紅綠藍三基色的雷射然後再按一定比 例通過合束的方式將三基色混合以獲得各種顏色的雷射輸出。對於這種彩色雷射器系統來 說，多諧振腔的結構以及合束系統使得雷射器系統的結構變得非常複雜，成本也會大幅增 力口，這對於對成本控制要求較高的指示器、舞檯燈光等應用領域來說是很難接受，從而大大 限制了其在這些市場的應用。而且這種複雜結構對於以結構簡單為主要特點的微片雷射器 領域來說也不是很好的選擇方案。

實用新型內容因此，針對上述問題，本實用新型提出一個諧振腔中實現多波長輸出的可變色的 微片雷射器，其結構簡單，成本低廉，有望在指示器和舞檯燈光表演領域獲得廣泛的應用。本實用新型的技術方案是本實用新型的變色雷射器，是由一半導體泵浦源泵浦的固體雷射器，該固體雷射 器內包括設置於諧振腔內的一個存在兩個或者兩個以上的不同雷射發射波長的雷射增益 介質(101)以及兩個或者兩個以上的不同雷射發射波長的倍頻晶體或和頻晶體(102A、 102B、102C)，該諧振腔的前後端面鍍有該兩個或者兩個以上的雷射發射波長的高反膜系 (Si、S2)。所述的倍頻晶體或和頻晶體並對應相應的波長進行切割為一類或者二類相位匹 配。進一步的，所述的雷射增益介質(101)以及倍頻晶體或和頻晶體(102A、102B、 102C)的排列順序可以任意設置。進一步的，所述的諧振腔內還設置有標準具(103)。標準具對雷射腔內存在的兩 個或者多個雷射波長的透過率在一定的溫度範圍內隨溫度的變化的呈交替性的變化，從而 引起相應倍頻光相對強度的變化實現變色。或者，所述的諧振腔內還設置有偏振吸收晶體 (104)。偏振吸收晶體或者偏振起偏元件與非線性晶體(倍頻晶體或和頻晶體)一起組成 雙折射濾波器，因此其起偏方向應當與非線性晶體的光軸之間存在一定夾角。或者，所述的 諧振腔內還設置有偏振起偏元件(105)。進一步的，所述的高反膜系(S1、S2)直接鍍在諧振腔的晶體的外端面上。或者，所 述的高反膜系(S1、S2)鍍在腔鏡元件上，並設置於諧振腔的前後端面位置。進一步的，所述的諧振腔是膠合成一體的微片腔結構，採用紫外膠合或者光膠或 者深化光膠的方式膠合為一個諧振腔整體。或者，所述的諧振腔是分離結構的諧振腔。本實用新型採用如上技術方案，提出了一種諧振腔中實現多波長輸出的可變色的微片雷射器結構。該雷射器不僅結構簡單穩定，而且所需的光學元件更少，成本更加低廉， 有望在指示器和舞檯燈光表演領域獲得廣泛的應用。

圖1(a)是本實用新型的實施例1的結構示意圖；圖1 (b)是本實用新型的實施例2的結構示意圖；圖1 (c)是本實用新型的實施例3的結構示意圖；圖1 (d)是本實用新型的實施例4的結構示意圖；圖2是本實用新型的實施例5的結構示意圖；圖3是本實用新型的實施例6的結構示意圖；圖4是本實用新型的實施例7的結構示意圖。
具體實施方式
現結合附圖和具體實施方式
對本實用新型進一步說明。本實用新型的變色雷射器是採用雷射增益介質，兩種或兩種以上的倍頻(和頻) 晶體，採用對兩個或兩個以上波段的基波波長同時高反的雷射腔；採用倍頻(和頻)光產生 的損耗機制使得主雷射振蕩波長或多個雷射振蕩光相對強度動態變化，從而實現微片雷射 器色彩不斷變化。本實用新型的微片雷射器腔內亦可加入偏振相關損耗元件或標準具，通 過產生腔長變化或雙折射波片濾波效應的變化，雷射腔內振蕩波長或各波長之間相對強度 發生變化，從而獲得不同顏色倍頻(和頻)光比例不斷變化的變色微片雷射器。參閱圖1 (a) 圖1 (d)所示的是實施例1至實施例4的結構示意圖。其中，101為 雷射增益介質，102A，102B為波長是λ 1，λ 2的倍頻晶體，膜系S1，S2對雷射器兩個波段波 長同時高反，λ 1，λ 2為雷射器兩個振蕩波長，如Nd:YV04晶體，1. 064 μ m和1. 342 μ m兩個 雷射振蕩波長，圖1 (a)，圖1 (b)，圖1 (c)為雷射增益介質和倍頻晶體不同排序，圖1 (d)中 加入102C為λ 1和λ 2的和頻晶體。本實用新型的原理是兩個或兩上以上雷射振蕩波長在雷射器同時振蕩，由於倍 頻晶體存在，首先振蕩的雷射波長或強度較強振蕩先產生較強倍頻光，從而使該波長損耗 變大；這樣另一個處在弱勢的雷射波長由於未起振或較弱，倍頻損耗也較小，從而能夠獲 得增益競爭優勢，並逐步增強，進而相應的倍頻光輸出增強，對應的基波腔內損耗也開始加 大，增加到一定程度以後開始處在競爭弱勢，此時首先振蕩的雷射波長又開始逐漸變強，如 此不斷循環變化，這樣雷射腔中兩種波長不斷自動變化強度對應不同波長倍頻光比例也在 變化，從而產生不斷變色的雷射輸出。如採用Nd:YV04作為雷射增益介質，選擇1. 064，1. 342 μ m波長振蕩，採用532nm 和671nm KTP倍頻晶體則可同時產生綠光紅光，當溫度、電流、機械等小幅度微擾時，整個激 光器將不斷從紅色變化為混色的黃色再變到綠光這樣不斷循環，從而產生較好視覺效果。本實用新型亦可加入兩個不同波長和頻晶體從而產生三個波長可見光輸出。本實用新型亦可使用2個以上波長和2個以上倍頻晶體，從而產生更寬色彩變化。上述變色原理是利用倍頻晶體倍頻光輸出產生基頻光損耗，從而使腔內基頻光功 率密度變化自動調節不同波長增益比例，從而自動調節倍頻光輸出比例，實現自動變色目標。 本實用新型亦可引入標準具和雙折射濾波器通過溫度變化引起不同波長雷射在 腔內損耗的變化從而實現倍頻光變色。參閱圖2所示的實施例5，就是在實施例3結構的基礎上中加入標準具103，當溫 度變化時，腔長產生變化，從而使不同波長雷射損耗產生變化，進而不同波長倍頻光比例發 生變化，整體輸出雷射實現變色。參閱圖3所示的實施例6，在雷射腔中引入偏振吸收晶體104，如Cr YV04對一個 偏方向沒有吸收，而對另一個偏振方向有一定吸收，例如102A，102B為雙折射厚波片，偏振 吸收晶體104與雙折射厚波片102A，102B共同作用實現雙折射濾波器的效果。與當溫度變 化時，雙折射濾波器對不同波長產生損耗不一樣，從而調節不同波長倍頻光的輸出比例，實 現輸出雷射變色。參閱圖4所示的實施例7，就是在雷射腔中引入偏振起偏元件105，其原理同圖3 所示的實施例。本實用新型的圖2，圖3，圖4所示的實施例結構中亦同時存在圖1 (a) 圖1 (d) 所示實施例結構中倍頻光輸出引起不同增益損耗因素，這幾種因素可混合引起倍頻光比例 不斷變化從而達到變色目標。本實用新型所述的高反膜系Si、S2可以直接鍍在諧振腔的晶體的外端面上。或 者，所述的高反膜系Si、S2鍍在腔鏡元件上，並設置於諧振腔的前後端面位置。本實用新型的雷射器結構可以是膠合成一體的微片腔結構，採用紫外膠合或者光 膠或者深化光膠的方式膠合為一個諧振腔整體。亦可應用於分離腔結構。儘管結合優選實施方案具體展示和介紹了本實用新型，但所屬領域的技術人員應 該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本實用新型的精神和範圍內，在形式上和細節 上可以對本實用新型做出各種變化，均為本實用新型的保護範圍。
權利要求一種變色雷射器，是由一半導體泵浦源泵浦的固體雷射器，其特徵在於該固體雷射器內包括設置於諧振腔內的一個存在兩個或者兩個以上的不同雷射發射波長的雷射增益介質(101)以及兩個或者兩個以上的不同雷射發射波長的倍頻晶體或和頻晶體(102A、102B、102C)，該諧振腔的前後端面鍍有該兩個或者兩個以上的雷射發射波長的高反膜系(S1、S2)。
2.根據權利要求1所述的變色雷射器，其特徵在於所述的雷射增益介質(101)以及 倍頻晶體或和頻晶體(102A、102B、102C)的排列順序可以任意設置。
3.根據權利要求1所述的變色雷射器，其特徵在於所述的諧振腔內還設置有標準具 (103)。
4.根據權利要求1所述的變色雷射器，其特徵在於所述的諧振腔內還設置有偏振吸 收晶體(104)。
5.根據權利要求1所述的變色雷射器，其特徵在於所述的諧振腔內還設置有偏振起 偏元件(105)。
6.根據權利要求1所述的變色雷射器，其特徵在於所述的高反膜系(Si、S2)直接鍍 在諧振腔的晶體的外端面上。
7.根據權利要求1所述的變色雷射器，其特徵在於所述的高反膜系(Si、S2)鍍在腔 鏡元件上，並設置於諧振腔的前後端面位置。
8.根據權利要求1所述的變色雷射器，其特徵在於所述的諧振腔是膠合成一體的微 片腔結構，採用紫外膠合或者光膠或者深化光膠的方式膠合為一個諧振腔整體。
9.根據權利要求1所述的變色雷射器，其特徵在於所述的諧振腔是分離結構的諧振腔。
專利摘要本實用新型涉及雷射器領域，尤其涉及多波長輸出的雷射器。本實用新型的變色雷射器，是由一泵浦源泵浦的固體雷射器，該固體雷射器內包括設置於諧振腔內的一個存在兩個或者兩個以上的不同雷射發射波長的雷射增益介質以及兩個或者兩個以上的不同雷射發射波長的倍頻晶體或和頻晶體，該諧振腔的前後端面鍍有該兩個或者兩個以上的雷射發射波長的高反膜系。本實用新型採用如上技術方案，提出了一種諧振腔中實現多波長輸出的可變色的微片雷射器結構。該雷射器不僅結構簡單穩定，而且所需的光學元件更少，成本更加低廉，有望在指示器和舞檯燈光表演領域獲得廣泛的應用。
文檔編號H01S3/06GK201639147SQ20102017000
公開日2010年11月17日 申請日期2010年4月19日 優先權日2010年4月19日
發明者凌吉武, 劉國宏, 吳礪, 汪婷婷, 賀坤, 陳衛民 申請人:福州高意通訊有限公司