一種激光處理裝置、方法和激光顯示光源的制作方法
【專利說明】
[0001] 本申請是2010年4月16日提出的發(fā)明名稱為"一種激光產(chǎn)生裝置和方法"的中 國發(fā)明專利申請CN201080066241. 6(PCT/CN2010/071842)的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及激光技術(shù)，特別涉及一種激光處理裝置、方法和激光顯示光源。
【背景技術(shù)】
[0003] 激光具有單色性好、方向性強、亮度高等特點。激光技術(shù)的核心是激光器，激光器 的種類很多，可按工作物質(zhì)、工作波長等不同方法分類。
[0004] 如今，激光技術(shù)已開始在電視、微型投影、商用和娛樂系統(tǒng)中找到了應(yīng)用。而激光 倍頻技術(shù)則使現(xiàn)有激光頻率得到了大幅度的擴充，不僅實現(xiàn)了可見光波段的激光輸出，更 是利用三倍頻、四倍頻技術(shù)實現(xiàn)了紫外波段的激光輸出。激光顯示技術(shù)是激光器的一個主 要應(yīng)用方向，其具有大色域、低能耗等特點，被認(rèn)為是下一代主流顯示技術(shù)。
[0005] 在如下的文獻中：CN200710120665. 6、CN200520073932. 5,還可以發(fā)現(xiàn)更多與上 述技術(shù)方案相關(guān)的信息。
[0006] 但是，在現(xiàn)有技術(shù)中在，激光器在輸出倍頻激光時，出現(xiàn)倍頻激光的輸出功率不穩(wěn) 定的現(xiàn)象，甚至功率波動比較大，主要是因為不同頻率的基頻光在倍頻時，由于模式之間的 互飽和效應(yīng)引起不同頻率之間的基頻光的競爭，導(dǎo)致基頻光在增益時增益強度發(fā)生變化， 使倍頻光的輸出功率發(fā)生波動，即所謂的綠光問題。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)中可以通過改變鏡腔的長度來解決，例如增大鏡腔的長度以增加縱模 數(shù)，或縮短鏡腔的長度以減少縱模數(shù)，但是，上述的長鏡腔法和短鏡腔法都過多地限定了激 光器的鏡腔長度，給激光器的設(shè)計帶來了很多限制；現(xiàn)有技術(shù)中還可以采用自穩(wěn)定系統(tǒng)控 制輸出，但該方法增加了激光器的生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明實施例的目的是提供一種激光處理裝置、激光顯示光源和激光處理方法， 用于實現(xiàn)輸出功率穩(wěn)定的倍頻激光。
[0009] 一方面，在一個實施例中，提供了一種激光處理裝置，激光處理裝置包括： 腔室，所述腔室的輸入端接收泵浦光；所述腔室內(nèi)設(shè)置激光晶體、波長轉(zhuǎn)換單元，所述 激光晶體經(jīng)泵浦光激發(fā)后生成基頻光，所述波長轉(zhuǎn)換單元將所述基頻光進行波長轉(zhuǎn)換后輸 出激光； 所述激光晶體和波長轉(zhuǎn)換單元之間設(shè)置第一腔鏡，所述第一腔鏡用于部分透射基頻 光； 所述腔室的輸入端對所述泵浦光高透射，對所述基頻光高反射，和/或?qū)λ黾す飧?反射； 所述腔室的輸出端對所述基頻光高反射和/或?qū)λ黾す飧咄干洹?br>[0010] 該激光處理裝置具備如下有益效果： 激光處理裝置中的第一腔鏡，對基頻光部分透射，輸入耦合鏡和輸出耦合鏡對基頻光 高反射，從而在輸入耦合鏡和第一腔鏡之間的鏡腔以及所述輸出耦合鏡和所述第一腔鏡之 間的鏡腔形成所述基頻光的駐波場，由于多個駐波場之間的相互作用，增大了基頻光的波 長間隔，增益后的基頻光的相對光強為該波長的基頻光的相對光強與激光工作物質(zhì)對該基 頻光的增益強度的乘積，實現(xiàn)了進一步對基頻光的選縱模，大大減少了諧振腔內(nèi)基頻光縱 模的數(shù)量，并可以得到單縱模的基頻光，從而緩解了綠光問題，提高了輸出倍頻光的功率穩(wěn) 定性。
[0011] 進一步的，在上述激光處理裝置的基礎(chǔ)上，還提供了一種激光處理裝置，該激光處 理裝置中的第一腔鏡包括： 加部分透光膜或鍍層的凸透鏡、凹透鏡、平面鏡、柱透鏡或非球面鏡。
[0012] 該激光處理裝置具備如下有益效果： 第一腔鏡可以選擇加部分透光膜或鍍層的凸透鏡、凹透鏡、平面鏡、柱透鏡或非球面 鏡，可以根據(jù)所需要的基頻光的光束直徑來選擇第一腔鏡的型號，以滿足不同功率與波段 下的要求。
[0013] 進一步的，在上述激光處理裝置的基礎(chǔ)上，還提供了一種激光處理裝置，該激光處 理裝置中： 所述波長轉(zhuǎn)換單元是1個或2個及以上的和頻晶體、1個及以上的倍頻晶體、或1個及 以上的和頻晶體與1個及以上的倍頻晶體的組合。
[0014] 該激光處理裝置具備如下有益效果： 激光處理裝置通過倍頻晶體與和頻晶體的各種組合，不僅可以獲得輸出功率穩(wěn)定的倍 頻光，可以獲得輸出功率穩(wěn)定的三倍頻光以及更高倍頻的激光，有利于擴大該激光處理裝 置的用途和功能，提高該激光處理裝置的使用范圍。
[0015] 進一步的，在上述激光處理裝置的基礎(chǔ)上，還提供了一種激光處理裝置，該激光處 理裝置中，所述波長轉(zhuǎn)換單元倍頻晶體包括： 磷酸氧鈦鉀KTP晶體，三硼酸鋰LBO晶體、偏硼酸鋇BBO晶體、硼酸鉍BIBO晶體、磷酸 氧鈦銣RTP晶體、砷酸鈦氧鉀KTA晶體、磷酸二氫鉀KDP晶體、周期性極化鈮酸鋰PPLN晶體 和/或周期極化磷酸氧鈦鉀PPKTP晶體。
[0016] 該激光處理裝置具備如下有益效果： 波長轉(zhuǎn)換單元可以使用上述各種倍頻晶體，該激光處理裝置可以靈活選擇各種不同 的倍頻晶體，以獲取所需要頻率的倍頻激光，包括倍頻激光、三倍頻激光以及更多倍頻的激 光，有利于該波長轉(zhuǎn)換單元的生成制造，降低了該激光處理裝置的成本。
[0017] 進一步的，在上述激光處理裝置的基礎(chǔ)上，還提供了一種激光處理裝置，該激光處 理裝置中還包括： 光學(xué)透鏡，設(shè)置在所述第一腔鏡和所述激光晶體之間，和/或設(shè)置在所述第一腔鏡和 所述波長轉(zhuǎn)換單元之間，用于增大或減小所述激光的光束直徑。
[0018] 該激光處理裝置具備如下有益效果： 通過在中間腔鏡和所述激光晶體之間設(shè)置光學(xué)透鏡，可以進一步改變基頻光光束直 徑，通過所述中間腔鏡和所述倍頻晶體之間設(shè)置光學(xué)透鏡，以進一步改變倍頻光的光束直 徑，改善基頻光或倍頻光的質(zhì)量。
[0019] 進一步的，在上述激光處理裝置的基礎(chǔ)上，還提供了一種激光處理裝置，該激光處 理裝置中還包括： 第二腔鏡，部分透射基頻光，所述第二腔鏡至少為一片，設(shè)置在所述第一腔鏡與所述激 光晶體之間。
[0020] 該激光處理裝置具備如下有益效果： 不僅可以進一步改變基頻光的光束直徑，而且還能在中間腔鏡之間形成另一個駐波 場，進一步減少了噪音基頻光，從而提尚選擇單縱t旲基頻光的效率和提尚基頻光的光束質(zhì) 量。
[0021] 另一方面，在一個實施例中，提供一種激光顯示光源，該激光顯示光源包括：輸出 泵浦光的泵浦光發(fā)射器，還包括上述的任意一種激光處理裝置。
[0022] 該激光顯示光源具備如下有益效果： 通過采用上述任意一項激光顯示光源，實現(xiàn)了進一步對基頻光的選縱模，大大減少了 諧振腔內(nèi)基頻光縱模的數(shù)量，可以得到單縱模的基頻光，從而緩解了綠光問題，提高了輸出 倍頻光或多倍頻光的功率穩(wěn)定性，并可以得到各種直徑的倍頻光和多倍頻光。
[0023] 另一方面，提供了一種激光處理方法，包括：接收泵浦光；激發(fā)泵浦光生成基頻 光；其中，所述方法還包括： 部分透射基頻光； 將部分透射后的基頻光波長轉(zhuǎn)換輸出激光； 所述泵浦光的接收端對所述泵浦光高透射，對所述基頻光高反射，和/或?qū)λ黾す?尚反射； 所述激光的輸出端對所述基頻光高反射和/或?qū)λ黾す飧咄干洹?br>[0024] 本發(fā)明實施例通過將基頻光部分透射和部分反射，以形成多個基頻光的駐波場， 由于多個駐波場之間的相互作用，增大了基頻光的波長間隔，增益后的基頻光的相對光強 為該波長的基頻光的相對光強與激光工作物質(zhì)對該基頻光的增益強度的乘積，實現(xiàn)了進一 步對基頻光的選縱模，大大減少了諧振腔內(nèi)基頻光縱模的數(shù)量，并可以得到單縱模的基頻 光，從而緩解了綠光問題，提高了輸出倍頻光的功率穩(wěn)定性。
[0025] 進一步的，在上述激光處理方法的基礎(chǔ)上，還提供了一種激光處理方法，其中，所 述部分透射基頻光通過加膜或鍍層的凸透鏡、凹透鏡、平面鏡、柱透鏡或非球面鏡對所述基 頻光部分透射。