專利名稱：一種變色激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉 及激光器領(lǐng)域，尤其涉及多波長(zhǎng)輸出的激光器。
背景技術(shù)：
在激光器領(lǐng)域尤其是微片激光器領(lǐng)域，一般通過在激光腔中插入非線性晶體材料 來擴(kuò)展激光器的輸出波長(zhǎng)，各種可見波段激光的獲得也是通過此方法獲得的。一般的彩色 激光器都是通過采用兩個(gè)或者多個(gè)諧振腔分別獲得紅綠藍(lán)三基色的激光然后再按一定比 例通過合束的方式將三基色混合以獲得各種顏色的激光輸出。對(duì)于這種彩色激光器系統(tǒng)來 說，多諧振腔的結(jié)構(gòu)以及合束系統(tǒng)使得激光器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得非常復(fù)雜，成本也會(huì)大幅增 力口，這對(duì)于對(duì)成本控制要求較高的指示器、舞臺(tái)燈光等應(yīng)用領(lǐng)域來說是很難接受，從而大大 限制了其在這些市場(chǎng)的應(yīng)用。而且這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)對(duì)于以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單為主要特點(diǎn)的微片激光器 領(lǐng)域來說也不是很好的選擇方案。

實(shí)用新型內(nèi)容因此，針對(duì)上述問題，本實(shí)用新型提出一個(gè)諧振腔中實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)輸出的可變色的 微片激光器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，有望在指示器和舞臺(tái)燈光表演領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是本實(shí)用新型的變色激光器，是由一半導(dǎo)體泵浦源泵浦的固體激光器，該固體激光 器內(nèi)包括設(shè)置于諧振腔內(nèi)的一個(gè)存在兩個(gè)或者兩個(gè)以上的不同激光發(fā)射波長(zhǎng)的激光增益 介質(zhì)(101)以及兩個(gè)或者兩個(gè)以上的不同激光發(fā)射波長(zhǎng)的倍頻晶體或和頻晶體(102A、 102B、102C)，該諧振腔的前后端面鍍有該兩個(gè)或者兩個(gè)以上的激光發(fā)射波長(zhǎng)的高反膜系 (Si、S2)。所述的倍頻晶體或和頻晶體并對(duì)應(yīng)相應(yīng)的波長(zhǎng)進(jìn)行切割為一類或者二類相位匹 配。進(jìn)一步的，所述的激光增益介質(zhì)(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(shè)置。進(jìn)一步的，所述的諧振腔內(nèi)還設(shè)置有標(biāo)準(zhǔn)具(103)。標(biāo)準(zhǔn)具對(duì)激光腔內(nèi)存在的兩 個(gè)或者多個(gè)激光波長(zhǎng)的透過率在一定的溫度范圍內(nèi)隨溫度的變化的呈交替性的變化，從而 引起相應(yīng)倍頻光相對(duì)強(qiáng)度的變化實(shí)現(xiàn)變色?；蛘?，所述的諧振腔內(nèi)還設(shè)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(yīng)當(dāng)與非線性晶體的光軸之間存在一定夾角?；蛘?，所述的 諧振腔內(nèi)還設(shè)置有偏振起偏元件(105)。進(jìn)一步的，所述的高反膜系(S1、S2)直接鍍?cè)谥C振腔的晶體的外端面上?；蛘?，所 述的高反膜系(S1、S2)鍍?cè)谇荤R元件上，并設(shè)置于諧振腔的前后端面位置。進(jìn)一步的，所述的諧振腔是膠合成一體的微片腔結(jié)構(gòu)，采用紫外膠合或者光膠或 者深化光膠的方式膠合為一個(gè)諧振腔整體?；蛘撸龅闹C振腔是分離結(jié)構(gòu)的諧振腔。本實(shí)用新型采用如上技術(shù)方案，提出了一種諧振腔中實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)輸出的可變色的微片激光器結(jié)構(gòu)。該激光器不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單穩(wěn)定，而且所需的光學(xué)元件更少，成本更加低廉， 有望在指示器和舞臺(tái)燈光表演領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。

圖1(a)是本實(shí)用新型的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖1 (b)是本實(shí)用新型的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖1 (c)是本實(shí)用新型的實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；圖1 (d)是本實(shí)用新型的實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的實(shí)施例6的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型的實(shí)施例7的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。本實(shí)用新型的變色激光器是采用激光增益介質(zhì)，兩種或兩種以上的倍頻(和頻) 晶體，采用對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上波段的基波波長(zhǎng)同時(shí)高反的激光腔；采用倍頻(和頻)光產(chǎn)生 的損耗機(jī)制使得主激光振蕩波長(zhǎng)或多個(gè)激光振蕩光相對(duì)強(qiáng)度動(dòng)態(tài)變化，從而實(shí)現(xiàn)微片激光 器色彩不斷變化。本實(shí)用新型的微片激光器腔內(nèi)亦可加入偏振相關(guān)損耗元件或標(biāo)準(zhǔn)具，通 過產(chǎn)生腔長(zhǎng)變化或雙折射波片濾波效應(yīng)的變化，激光腔內(nèi)振蕩波長(zhǎng)或各波長(zhǎng)之間相對(duì)強(qiáng)度 發(fā)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激光器。參閱圖1 (a) 圖1 (d)所示的是實(shí)施例1至實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，101為 激光增益介質(zhì)，102A，102B為波長(zhǎng)是λ 1，λ 2的倍頻晶體，膜系S1，S2對(duì)激光器兩個(gè)波段波 長(zhǎng)同時(shí)高反，λ 1，λ 2為激光器兩個(gè)振蕩波長(zhǎng)，如Nd:YV04晶體，1. 064 μ m和1. 342 μ m兩個(gè) 激光振蕩波長(zhǎng)，圖1 (a)，圖1 (b)，圖1 (c)為激光增益介質(zhì)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(shí)用新型的原理是兩個(gè)或兩上以上激光振蕩波長(zhǎng)在激光器同時(shí)振蕩，由于倍 頻晶體存在，首先振蕩的激光波長(zhǎng)或強(qiáng)度較強(qiáng)振蕩先產(chǎn)生較強(qiáng)倍頻光，從而使該波長(zhǎng)損耗 變大；這樣另一個(gè)處在弱勢(shì)的激光波長(zhǎng)由于未起振或較弱，倍頻損耗也較小，從而能夠獲 得增益競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，并逐步增強(qiáng)，進(jìn)而相應(yīng)的倍頻光輸出增強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的基波腔內(nèi)損耗也開始加 大，增加到一定程度以后開始處在競(jìng)爭(zhēng)弱勢(shì)，此時(shí)首先振蕩的激光波長(zhǎng)又開始逐漸變強(qiáng)，如 此不斷循環(huán)變化，這樣激光腔中兩種波長(zhǎng)不斷自動(dòng)變化強(qiáng)度對(duì)應(yīng)不同波長(zhǎng)倍頻光比例也在 變化，從而產(chǎn)生不斷變色的激光輸出。如采用Nd:YV04作為激光增益介質(zhì)，選擇1. 064，1. 342 μ m波長(zhǎng)振蕩，采用532nm 和671nm KTP倍頻晶體則可同時(shí)產(chǎn)生綠光紅光，當(dāng)溫度、電流、機(jī)械等小幅度微擾時(shí)，整個(gè)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(huán)，從而產(chǎn)生較好視覺效果。本實(shí)用新型亦可加入兩個(gè)不同波長(zhǎng)和頻晶體從而產(chǎn)生三個(gè)波長(zhǎng)可見光輸出。本實(shí)用新型亦可使用2個(gè)以上波長(zhǎng)和2個(gè)以上倍頻晶體，從而產(chǎn)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(chǎn)生基頻光損耗，從而使腔內(nèi)基頻光功 率密度變化自動(dòng)調(diào)節(jié)不同波長(zhǎng)增益比例，從而自動(dòng)調(diào)節(jié)倍頻光輸出比例，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變色目標(biāo)。 本實(shí)用新型亦可引入標(biāo)準(zhǔn)具和雙折射濾波器通過溫度變化引起不同波長(zhǎng)激光在 腔內(nèi)損耗的變化從而實(shí)現(xiàn)倍頻光變色。參閱圖2所示的實(shí)施例5，就是在實(shí)施例3結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上中加入標(biāo)準(zhǔn)具103，當(dāng)溫 度變化時(shí)，腔長(zhǎng)產(chǎn)生變化，從而使不同波長(zhǎng)激光損耗產(chǎn)生變化，進(jìn)而不同波長(zhǎng)倍頻光比例發(fā) 生變化，整體輸出激光實(shí)現(xiàn)變色。參閱圖3所示的實(shí)施例6，在激光腔中引入偏振吸收晶體104，如Cr YV04對(duì)一個(gè) 偏方向沒有吸收，而對(duì)另一個(gè)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(shí)現(xiàn)雙折射濾波器的效果。與當(dāng)溫度變 化時(shí)，雙折射濾波器對(duì)不同波長(zhǎng)產(chǎn)生損耗不一樣，從而調(diào)節(jié)不同波長(zhǎng)倍頻光的輸出比例，實(shí) 現(xiàn)輸出激光變色。參閱圖4所示的實(shí)施例7，就是在激光腔中引入偏振起偏元件105，其原理同圖3 所示的實(shí)施例。本實(shí)用新型的圖2，圖3，圖4所示的實(shí)施例結(jié)構(gòu)中亦同時(shí)存在圖1 (a) 圖1 (d) 所示實(shí)施例結(jié)構(gòu)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(dá)到變色目標(biāo)。本實(shí)用新型所述的高反膜系Si、S2可以直接鍍?cè)谥C振腔的晶體的外端面上?；?者，所述的高反膜系Si、S2鍍?cè)谇荤R元件上，并設(shè)置于諧振腔的前后端面位置。本實(shí)用新型的激光器結(jié)構(gòu)可以是膠合成一體的微片腔結(jié)構(gòu)，采用紫外膠合或者光 膠或者深化光膠的方式膠合為一個(gè)諧振腔整體。亦可應(yīng)用于分離腔結(jié)構(gòu)。盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本實(shí)用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng) 該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié) 上可以對(duì)本實(shí)用新型做出各種變化，均為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種變色激光器，是由一半導(dǎo)體泵浦源泵浦的固體激光器，其特征在于該固體激光器內(nèi)包括設(shè)置于諧振腔內(nèi)的一個(gè)存在兩個(gè)或者兩個(gè)以上的不同激光發(fā)射波長(zhǎng)的激光增益介質(zhì)(101)以及兩個(gè)或者兩個(gè)以上的不同激光發(fā)射波長(zhǎng)的倍頻晶體或和頻晶體(102A、102B、102C)，該諧振腔的前后端面鍍有該兩個(gè)或者兩個(gè)以上的激光發(fā)射波長(zhǎng)的高反膜系(S1、S2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變色激光器，其特征在于所述的激光增益介質(zhì)(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(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變色激光器，其特征在于所述的諧振腔內(nèi)還設(shè)置有標(biāo)準(zhǔn)具 (103)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變色激光器，其特征在于所述的諧振腔內(nèi)還設(shè)置有偏振吸 收晶體(104)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變色激光器，其特征在于所述的諧振腔內(nèi)還設(shè)置有偏振起 偏元件(105)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變色激光器，其特征在于所述的高反膜系(Si、S2)直接鍍 在諧振腔的晶體的外端面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變色激光器，其特征在于所述的高反膜系(Si、S2)鍍?cè)谇?鏡元件上，并設(shè)置于諧振腔的前后端面位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變色激光器，其特征在于所述的諧振腔是膠合成一體的微 片腔結(jié)構(gòu)，采用紫外膠合或者光膠或者深化光膠的方式膠合為一個(gè)諧振腔整體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變色激光器，其特征在于所述的諧振腔是分離結(jié)構(gòu)的諧振腔。
專利摘要本實(shí)用新型涉及激光器領(lǐng)域，尤其涉及多波長(zhǎng)輸出的激光器。本實(shí)用新型的變色激光器，是由一泵浦源泵浦的固體激光器，該固體激光器內(nèi)包括設(shè)置于諧振腔內(nèi)的一個(gè)存在兩個(gè)或者兩個(gè)以上的不同激光發(fā)射波長(zhǎng)的激光增益介質(zhì)以及兩個(gè)或者兩個(gè)以上的不同激光發(fā)射波長(zhǎng)的倍頻晶體或和頻晶體，該諧振腔的前后端面鍍有該兩個(gè)或者兩個(gè)以上的激光發(fā)射波長(zhǎng)的高反膜系。本實(shí)用新型采用如上技術(shù)方案，提出了一種諧振腔中實(shí)現(xiàn)多波長(zhǎng)輸出的可變色的微片激光器結(jié)構(gòu)。該激光器不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單穩(wěn)定，而且所需的光學(xué)元件更少，成本更加低廉，有望在指示器和舞臺(tái)燈光表演領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。
文檔編號(hào)H01S3/06GK201639147SQ20102017000
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月19日
發(fā)明者凌吉武, 劉國宏, 吳礪, 汪婷婷, 賀坤, 陳衛(wèi)民 申請(qǐng)人:福州高意通訊有限公司