專利名稱：一種緊湊型藍光晶體組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種固體激光模塊，屬于晶體材料在光電領域的應用，可以應用于LD 端面泵浦產(chǎn)生藍光激光。
背景技術：
藍色激光廣泛適用于彩色激光顯示；高密度光存儲；數(shù)字視頻技術海洋水色和海 洋資源探測；激光制冷等。此外，全固態(tài)藍色激光還有望在數(shù)-模轉(zhuǎn)換器件、激光印刷術、激 光醫(yī)學、生化技術、材料科學和光通信等許多領域得到廣泛的應用。目前產(chǎn)生藍光的固體激 光技術主要有以下幾種途徑一是藍光激光二極管直接發(fā)射藍光(該技術嚴重的受半導體 材料本身缺陷的限制離實用化還有一段距離)；二是LD直接倍頻的藍光；三是藍光波導激 光(缺點是波導制作復雜，對泵浦光束質(zhì)量要求高)；四是光纖上轉(zhuǎn)換藍光(目前能獲得藍 光輸出稀土高子主要少數(shù)的Tm3+，Pr3+兩種)；五是LD泵浦非線性轉(zhuǎn)換藍光激光。關于以上 途徑產(chǎn)生的藍光，除了上面提到的對應不足，還有即都是采用分立的光學元件，整個系統(tǒng)較 為復雜，而且受環(huán)境的影響較大。目前采用Nd:YV04和KTP光膠或膠合而成的綠光晶體組 件已獲得了相當成熟的商業(yè)上的應用。但藍光晶體組件尚未有相應的晶體組件。所以本發(fā) 明給出了另一種可在半導體泵浦照射下直接出藍光的激光組件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利的目的是提供一種低成本，結(jié)構(gòu)緊湊的組件，不需要任何調(diào)整，可在半 導體泵浦下直接出藍光。本發(fā)明技術方案結(jié)合附圖描述如下緊湊型藍光晶體組件由激光晶體1，按倍頻產(chǎn)生藍光所需的相位匹配角度進行切 割的非線性光學晶體YAl3(BO3)42及分別鍍制在該晶體組件前后端表面的特定光學薄膜A， B組成。摻釹離子的激光晶體1和非線性光學晶體2通過光膠或膠合固定在一起。其組件 結(jié)構(gòu)為光學薄膜A/激光晶體1/非線性光學晶體2/光學薄膜B。其中光學薄膜A和光學 薄膜B構(gòu)成平平腔結(jié)構(gòu)的光學諧振腔。所述的光學薄膜中，鍍制在藍光晶體組件前端面的光學薄膜A對808nm附近波長 (對于用作808nm附近波長LD泵浦的模塊)或者880nm附近波長(對于用作880nm附近波 長LD泵浦的模塊)增透同時對0. 9 μ m波段高反；鍍制在藍光晶體組件后端面的光學薄膜 B對0. 9 μ m波段高反，并對倍頻藍光波長高透。所述的激光晶體1可以是Nd YAG或Nd YVO4或Nd GdVO4。所述的非線性光學晶體2為YAl3(BO3)4，它倍頻產(chǎn)生藍光所需的相位匹配角度由 激光晶體所產(chǎn)生的基頻波長來決定，長度可根據(jù)晶體實際要求切割。本發(fā)明專利使用方法藍光晶體組件固定在金屬熱沉中，使其與周圍良好接觸散 熱。對于光學薄膜A鍍制808nm附近波長增透的模塊可采用通過整形聚焦系統(tǒng)后的808nm 附近波長的LD泵浦照射下直接出藍光；對于光學薄膜A鍍制880nm附近波長增透的模塊可
3采用通過整形聚焦系統(tǒng)后的880nm附近波長LD泵浦照射下直接出藍光。本發(fā)明的緊湊型藍光晶體組件具有設計簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，便于大批量生產(chǎn)且成本 較低；使用時激光晶體、非線性光學晶體和諧振腔不需要任何調(diào)整。其中對于光學薄膜A為 808nm附近波長增透的模塊可采用目前最常用的808nm附近波長的LD泵浦，具有吸收系數(shù) 大，吸收帶寬寬的優(yōu)點；對于光學薄膜A為880nm附近波長增透的模塊可采用880nm附近波 長的LD泵浦，具有量子虧損小，熱效應影響小，效率高的優(yōu)點。


附圖為本發(fā)明緊湊型藍光晶體組件的結(jié)構(gòu)框圖，其中1為摻釹離子的激光晶體， 2為非線性晶體YAl3(BO3)4 ；A為光學薄膜A ；B，光學薄膜B。
具體實施例方式實施例1 按照附圖，制作一緊湊型藍光晶體組件。采用摻釹濃度為2.0%，尺寸為 3mmX3mmX4mm的Nd:YAG作為激光晶體1，與按對應室溫下的相位匹配角為θ =33.3° 進行切割的，尺寸為3mmX3mmX3mm的非線性光學晶體YAl3(BO3)42通過光膠固定在一起。 同時該晶體組件前端面鍍制的光學薄膜A為對808nm泵浦波長增透，同時對946nm波長高 反；鍍制在晶體組件后端面上的光學薄膜B是對946nm波段高反同時對473nm波段的藍光 增透。由光學薄膜A和光學薄膜B構(gòu)成平平腔結(jié)構(gòu)的光學諧振腔。使用時，藍光晶體組件固定在金屬熱沉中，使其與周圍良好接觸散熱，通過整形聚 焦系統(tǒng)后的808nm波長的LD泵浦照射下直接出473nm波長的藍光。實施例2:按照附圖，制作一緊湊型藍光晶體組件。采用摻釹濃度為1.5%，尺寸為 3mmX3mmXl. 5mm的Nd = YVO4作為激光晶體1，與按對應室溫下的相位匹配角為θ =33.7° 進行切割的，尺寸為3mmX3mmX2mm的非線性光學晶體YAl3(BO3)42通過光膠固定在一起。 同時該晶體組件前端面鍍制的光學薄膜A為對808nm泵浦波長增透，同時對914nm波長高 反；鍍制在晶體組件后端面上的光學薄膜B是對914nm波段高反同時對457nm波段的藍光 增透。由光學薄膜A和光學薄膜B構(gòu)成平平腔結(jié)構(gòu)的光學諧振腔。使用時，藍光晶體組件固定在金屬熱沉中，使其與周圍良好接觸散熱，通過整形聚 焦系統(tǒng)后的808nm波長的LD泵浦照射下直接出457nm波長的藍光。實施例3:按照附圖，制作一緊湊型藍光晶體組件。采用摻釹濃度為1.0%，尺寸為 3mmX3mmX 5mm的Nd = GdVO4作為激光晶體1，與按對應室溫下的相位匹配角為θ =33.8° 進行切割的，尺寸為3mmX3mmX4mm的非線性光學晶體YAl3(BO3)42通過光膠固定在一起。 同時該晶體組件前端面鍍制的光學薄膜A為對808nm泵浦波長增透，同時對946nm波長高 反；鍍制在晶體組件后端面上的光學薄膜B是對912nm波段高反同時對456nm波段的藍光 增透。由光學薄膜A和光學薄膜B構(gòu)成平平腔結(jié)構(gòu)的光學諧振腔。使用時，藍光晶體組件固定在金屬熱沉中，使其與周圍良好接觸散熱，通過整形聚 焦系統(tǒng)后的808nm波長的LD泵浦照射下直接出456nm波長的藍光。
實施例4:按照附圖，制作一緊湊型藍光晶體組件。采用摻釹濃度為1.0%，尺寸為 3mmX3mmX3mm的Nd:YAG作為激光晶體1，與按對應室溫下的相位匹配角為θ =33.3° 進行切割的，尺寸為3mmX3mmX6mm的非線性光學晶體YAl3(BO3)42通過光膠固定在一起。 同時該晶體組件前端面鍍制的光學薄膜A為對880nm泵浦波長增透，同時對946nm波長高 反；鍍制在晶體組件后端面上的光學薄膜B是對946nm波段高反同時對473nm波段的藍光 增透。由光學薄膜A和光學薄膜B構(gòu)成平平腔結(jié)構(gòu)的光學諧振腔。使用時，藍光晶體組件固定在金屬熱沉中，使其與周圍良好接觸散熱，通過整形聚 焦系統(tǒng)后的880nm波長的LD泵浦照射下直接出473nm波長的藍光。實施例5 按照附圖，制作一緊湊型藍光晶體組件。采用摻釹濃度為1.0%，尺寸為 3mmX3mmX4mm的Nd = YVO4作為激光晶體1，與按對應室溫下的相位匹配角為θ =33.7° 進行切割的，尺寸為3mmX3mmX3mm的非線性光學晶體YAl3(BO3)42通過光膠固定在一起。 同時該晶體組件前端面鍍制的光學薄膜A為對880nm泵浦波長增透，同時對946nm波長高 反；鍍制在晶體組件后端面上的光學薄膜B是對914nm波段高反同時對457nm波段的藍光 增透。由光學薄膜A和光學薄膜B構(gòu)成平平腔結(jié)構(gòu)的光學諧振腔。使用時，藍光晶體組件固定在金屬熱沉中，使其與周圍良好接觸散熱，通過整形聚 焦系統(tǒng)后的880nm波長的LD泵浦照射下直接出473nm波長的藍光。實施例6 按照附圖，制作一緊湊型藍光晶體組件。采用摻釹濃度為1.0%，尺寸為 3mmX3mmX 5mm的Nd = GdVO4作為激光晶體1，與按對應室溫下的相位匹配角為θ =33.8° 進行切割的，尺寸為3mmX3mmX6mm的非線性光學晶體YAl3(BO3)42通過光膠固定在一起。 同時該晶體組件前端面鍍制的光學薄膜A為對880nm泵浦波長增透，同時對912nm波長高 反；鍍制在晶體組件后端面上的光學薄膜B是對912nm波段高反同時對456nm波段的藍光 增透。由光學薄膜A和光學薄膜B構(gòu)成平平腔結(jié)構(gòu)的光學諧振腔。使用時，藍光晶體組件固定在金屬熱沉中，使其與周圍良好接觸散熱，通過整形聚 焦系統(tǒng)后的880nm波長的LD泵浦照射下直接出456nm波長的藍光。實施例7 按照附圖，制作一緊湊型藍光晶體組件。與實施例1，2，3，4，5，6不同的是激光晶 體1和非線性光學晶體YAl3(BO3)42的固定方式可以是膠合。
權(quán)利要求
一種緊湊型藍光激光晶體組件，包括激光晶體，按倍頻產(chǎn)生藍光所需的相位匹配角度進行切割的非線性光學晶體YAl3(BO3)4，以及鍍制在整個晶體組件前后端面的特定光學薄膜；其特征在于激光晶體和非線性光學晶體YAl3(BO3)4通過光膠或膠合固定在一起，鍍制在整個晶體組件前后端面的光學薄膜組成平平腔結(jié)構(gòu)的光學諧振腔。
2.按權(quán)利要求1所述的緊湊型藍光激光晶體組件，其特征在于所述的激光晶體為 Nd YAG 或 Nd YVO4 或 Nd GdVO4。
3.按權(quán)利要求1所述的緊湊型藍光激光晶體組件，其特征在于所述的倍頻產(chǎn)生藍光 所需的相位匹配角度由基頻波長所決定。
4.按權(quán)利要求1所述的緊湊型藍光激光晶體組件，其特征在于所述的該晶體模塊前 端面所鍍制的光學薄膜對泵浦光808nm或者880nm增透同時對0. 9 μ m波段高反，晶體模塊 后端面所鍍制的光學薄膜對0. 9 μ m波段高反，并對倍頻藍光波長高透。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種緊湊型藍光晶體組件的設計。摻釹離子的激光晶體與非線性光學晶體YAl3(BO3)4，兩種晶體通過光膠或膠合粘結(jié)成一體，和鍍制在該晶體組件前后端面的特定光學薄膜組成的光學諧振腔。該激光模塊具有設計簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，便于大批量生產(chǎn)且成本低的特點；使用時激光模塊不需要任何調(diào)整，可以在通過整形耦合系統(tǒng)后的半導體激光器泵浦照射下直接發(fā)射藍光。該藍光激光模塊可用于中，小功率輸出的激光裝置中，實現(xiàn)方便快捷的藍色激光輸出。
文檔編號H01S3/109GK101986481SQ20091011228
公開日2011年3月16日 申請日期2009年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月29日
發(fā)明者劉華, 葉寧, 張戈, 朱海永 申請人:中國科學院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所