一種三色可選激光光源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光源設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三色可選激光光源。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著激光技術(shù)的發(fā)展，可見波段激光代替?zhèn)鹘y(tǒng)光源，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、顯示、舞臺(tái)燈光等領(lǐng)域?？梢娂t色激光在高精度激光測量、量子信息、光學(xué)全息、高分辨分子光譜、激光醫(yī)學(xué)等方面有著重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的市場前景?？梢娋G色激光在科學(xué)研究、工業(yè)加工和軍事上，特別是海洋探測方面，都有著廣泛的應(yīng)用?？梢婞S色激光醫(yī)學(xué)上可用于鮮紅斑痣和眼科的激光治療；在天文望遠(yuǎn)鏡中可以替代傳統(tǒng)的鈉導(dǎo)信號(hào)光源；軍事上可用于空間目標(biāo)的探測與識(shí)別，而且在分子生物學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域也有著重要的應(yīng)用。特別針對(duì)激光顯示、舞臺(tái)燈光等領(lǐng)域，需要多色可調(diào)激光光源。為實(shí)現(xiàn)多色可調(diào)激光光源，通常需要多臺(tái)激光器集成的設(shè)備，轉(zhuǎn)換不同顏色的激光過程中需要控制不同激光器的開關(guān)來實(shí)現(xiàn)，而且多臺(tái)激光器成本非常高，系統(tǒng)不穩(wěn)定。通常的可見波段固體激光是通過非線性光學(xué)晶體對(duì)近紅外波段激光變頻得到，所以為了得到多個(gè)波長的可見波段激光輸出，需要多個(gè)非線性光學(xué)晶體，且設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、制造成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、制造成本低、工作可靠的三色可選激光光源。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案:一種三色可選激光光源，包括激光設(shè)備本體，所述激光設(shè)備本體的光路中依次設(shè)置有栗浦源、全反鏡片、自拉曼激光晶體、Q開關(guān)、中間鏡片、多周期的周期極化鈮酸鋰晶體和輸出鏡片，其中全反鏡片與輸出鏡片之間構(gòu)成了基頻光和各階斯托斯光的振蕩腔，通過平移周期極化鈮酸鋰晶體來改變極化周期，從而實(shí)現(xiàn)不同顏色的激光輸出。
[0005]通過采用上述技術(shù)方案，在光源的使用時(shí)，只需要平移多周期的周期極化鈮酸鋰晶體來改變極化周期，就能實(shí)現(xiàn)不同顏色的激光輸出。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、制造成本低、工作可靠。在舞臺(tái)燈光、激光顯示領(lǐng)域使用非常方便。
[0006]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述栗浦源為輸出波長為808納米或880納米的半導(dǎo)體激光器。
[0007]本實(shí)用新型還進(jìn)一步設(shè)置為:所述自拉曼激光晶體是釹離子摻雜的具有拉曼效應(yīng)的激光晶體。
[0008]本實(shí)用新型還進(jìn)一步設(shè)置為:所述周期極化鈮酸鋰晶體包含5.44 μ m、7.93 μ m和
11.49 μπι三個(gè)周期，由三塊不同周期的周期極化鈮酸鋰晶體組合成一塊非線性光學(xué)晶體。
[0009]本實(shí)用新型還進(jìn)一步設(shè)置為:所述Q開關(guān)是對(duì)1.06微米到1.32微米波段高透過率的聲光Q開關(guān)。
[0010]本實(shí)用新型還進(jìn)一步設(shè)置為；所述全反鏡片上鍍有從1.06微米到1.32微米波段激光的高反膜；中間鏡片上鍍有從1.06微米到1.32微米波段激光的增透膜，同時(shí)鍍有從
0.53微米到0.66微米波段激光的高反膜；輸出鏡片上鍍有從1.06微米到1.32微米波段激光的高反膜，同時(shí)鍍有從0.53微米到0.66微米波段激光的高透膜。
[0011]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)置更加合理，只使用了一個(gè)自拉曼激光晶體和一塊非線性光學(xué)晶體，便能夠?qū)崿F(xiàn)紅、黃、綠三色激光輸出，這樣結(jié)構(gòu)變得簡單、緊湊并且節(jié)省設(shè)備造價(jià)。在光源的使用時(shí)，只需要平移非線性光學(xué)晶體來改變極化周期，就能實(shí)現(xiàn)不同顏色的激光輸出。在舞臺(tái)燈光、激光顯示領(lǐng)域使用非常方便。
[0012]下面結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]參見圖1，本實(shí)用新型公開的一種三色可選激光光源，包括激光設(shè)備本體，所述激光設(shè)備本體的光路中依次設(shè)置有栗浦源1、全反鏡片2、自拉曼激光晶體3、Q開關(guān)4、中間鏡片5、多周期的周期極化鈮酸鋰晶體6和輸出鏡片7，其中全反鏡片2與輸出鏡片7之間構(gòu)成了基頻光和各階斯托斯光的振蕩腔，通過平移周期極化鈮酸鋰晶體6來改變極化周期，從而實(shí)現(xiàn)不同顏色的激光輸出。
[0015]作為優(yōu)選的，本實(shí)施例所述栗浦源1、全反鏡片2、自拉曼激光晶體3、Q開關(guān)4、中間鏡片5、多周期的周期極化鈮酸鋰晶體6和輸出鏡片7依次左往右設(shè)置，且所述栗浦源1、全反鏡片2、自拉曼激光晶體3、Q開關(guān)4、中間鏡片5、多周期的周期極化鈮酸鋰晶體6和輸出鏡片7的軸向中心線互相重合。
[0016]為使本實(shí)用新型工作更加穩(wěn)定，作為優(yōu)選的，所述栗浦源1為輸出波長為808納米或880納米的半導(dǎo)體激光器。
[0017]所述自拉曼激光晶體3是釹離子摻雜的具有拉曼效應(yīng)的激光晶體。如Nd:YV04、Nd:GdV04S Nd:LuV04。
[0018]所述周期極化鈮酸鋰晶體(PPLN)6包含5.44μπι、7.93μπι和11.49 μπι三個(gè)周期。由三塊不同周期的周期極化鈮酸鋰晶體組合成一塊非線性光學(xué)晶體。
[0019]所述Q開關(guān)4是對(duì)1.06微米到1.32微米波段高透過率的聲光Q開關(guān)。
[0020]所述全反鏡片2上鍍有從1.06微米到1.32微米波段激光的高反膜；中間鏡片5上鍍有從1.06微米到1.32微米波段激光的增透膜，同時(shí)鍍有從0.53微米到0.66微米波段激光的高反膜；輸出鏡片7上鍍有從1.06微米到1.32微米波段激光的高反膜，同時(shí)鍍有從0.53微米到0.66微米波段激光的高透膜。
[0021]實(shí)際應(yīng)用時(shí)，半導(dǎo)體激光器輸出的808納米激光栗浦自拉曼激光晶體Nd:YV04，在全反鏡片和輸出鏡片組成的腔內(nèi)形成1.06微米波段的基頻光并不斷地振蕩加強(qiáng)；當(dāng)基頻光強(qiáng)度達(dá)到自拉曼激光晶體的拉曼轉(zhuǎn)換閾值，部分1.06微米波段的基頻光通過一次拉曼頻移產(chǎn)生1.18微米波段的一階斯托克斯光，同時(shí)在全反鏡片和輸出鏡片組成的腔內(nèi)振蕩加強(qiáng)；當(dāng)1.18微米波段的一階斯托克斯光的強(qiáng)度達(dá)到自拉曼激光晶體的拉曼轉(zhuǎn)換閾值，部分1.18微米波段的一階斯托克斯光再次通過拉曼頻移產(chǎn)生1.31微米波段的二階斯托克斯光，也在全反鏡片和輸出鏡片組成的腔內(nèi)振蕩加強(qiáng)。所以在全反鏡片和輸出鏡片組成的腔內(nèi)可同時(shí)存在著1.06微米波段的基頻光、1.18微米波段的一階斯托克斯光和1.31微米波段的二階斯托克斯光。Q開關(guān)主要用來實(shí)現(xiàn)調(diào)Q脈沖激光運(yùn)轉(zhuǎn)，提高腔內(nèi)基頻光和一、二階斯托克斯光的峰值功率。腔內(nèi)各個(gè)波長的激光通過多周期的周期極化鈮酸鋰晶體實(shí)現(xiàn)不同波長的倍頻，實(shí)現(xiàn)各波長向可見波段激光的轉(zhuǎn)換，中間鏡片用來反射反方向傳輸?shù)目梢姴ǘ渭す?，最終可見波段激光都由輸出鏡片輸出。通過平移周期極化晶體來改變極化周期，可實(shí)現(xiàn)0.53微米波段綠光、0.59微米波段黃光和0.66微米波段紅光等三種不同顏色的可見波段激光輸出。
[0022]當(dāng)平移周期極化鈮酸鋰晶體，使得極化周期為5.44 μπι時(shí)，滿足1.06微米波段基頻光的倍頻條件，輸出可見波段激光為0.53 μπι波段的綠光激光。
[0023]當(dāng)平移周期極化鈮酸鋰晶體，使得極化周期為7.93 μπι時(shí)，滿足1.18微米波段的一階斯托克斯光的倍頻條件，輸出可見波段0.59 μπι波段的黃光激光。
[0024]當(dāng)平移周期極化鈮酸鋰晶體，使得極化周期為11.49 μπι時(shí)，滿足1.31微米波段的二階斯托克斯光的倍頻條件，輸出可見波段0.66 μπι波段的紅光激光。
[0025]本實(shí)施例還可以把自拉曼激光晶體3換作Nd:GdV04晶體和Nd:LuV04晶體，半導(dǎo)體激光器栗浦源1改成波長為880nm的，最終可獲得類似的效果。
[0026]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)置合理，只使用了一個(gè)自拉曼激光晶體和一塊非線性光學(xué)晶體，便能夠?qū)崿F(xiàn)紅、黃、綠三色激光輸出，這樣結(jié)構(gòu)變得簡單、緊湊并且節(jié)省設(shè)備造價(jià)。在光源的使用時(shí)，只需要平移非線性光學(xué)晶體來改變極化周期，就能實(shí)現(xiàn)不同顏色的激光輸出。在舞臺(tái)燈光、激光顯示領(lǐng)域使用非常方便。
[0027]上述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的具體描述，只用于對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說明，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定，本領(lǐng)域的技術(shù)工程師根據(jù)上述實(shí)用新型的內(nèi)容對(duì)本實(shí)用新型作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三色可選激光光源，包括激光設(shè)備本體，其特征在于:所述激光設(shè)備本體的光路中依次設(shè)置有栗浦源(1)、全反鏡片(2)、自拉曼激光晶體(3)、Q開關(guān)(4)、中間鏡片(5)、多周期的周期極化鈮酸鋰晶體(6)和輸出鏡片(7)，其中全反鏡片(2)與輸出鏡片(7)之間構(gòu)成了基頻光和各階斯托斯光的振蕩腔，通過平移周期極化鈮酸鋰晶體(6)來改變極化周期，從而實(shí)現(xiàn)不同顏色的激光輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三色可選激光光源，其特征在于:所述栗浦源(1)為輸出波長為808納米或880納米的半導(dǎo)體激光器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種三色可選激光光源，其特征在于:所述自拉曼激光晶體(3)是釹離子摻雜的具有拉曼效應(yīng)的激光晶體。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種三色可選激光光源，其特征在于:所述周期極化鈮酸鋰晶體(6)包含5.44μπι、7.93μπι和11.49 μm三個(gè)周期。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種三色可選激光光源，其特征在于:所述Q開關(guān)(4)是對(duì).1.06微米到1.32微米波段高透過率的聲光Q開關(guān)。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的一種三色可選激光光源，其特征在于:所述全反鏡片(2)上鍍有從1.06微米到1.32微米波段激光的高反膜；中間鏡片(5)上鍍有從1.06微米到1.32微米波段激光的增透膜，同時(shí)鍍有從0.53微米到0.66微米波段激光的高反膜；輸出鏡片(7)上鍍有從1.06微米到1.32微米波段激光的高反膜，同時(shí)鍍有從.0.53微米到0.66微米波段激光的高透膜。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種三色可選激光光源，包括激光設(shè)備本體，所述激光設(shè)備本體的光路中依次設(shè)置有泵浦源、全反鏡片、自拉曼激光晶體、Q開關(guān)、中間鏡片、多周期的周期極化鈮酸鋰晶體和輸出鏡片，其中全反鏡片與輸出鏡片之間構(gòu)成了基頻光和各階斯托斯光的振蕩腔，通過平移周期極化鈮酸鋰晶體來改變極化周期，從而實(shí)現(xiàn)不同顏色的激光輸出。通過采用上述技術(shù)方案，在光源的使用時(shí)，只需要平移多周期的周期極化鈮酸鋰晶體來改變極化周期，就能實(shí)現(xiàn)不同顏色的激光輸出。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、制造成本低、工作可靠。在舞臺(tái)燈光、激光顯示領(lǐng)域使用非常方便。
【IPC分類】H01S3/0941, H01S3/108, H01S3/30, H01S3/16, H01S3/11
【公開號(hào)】CN205122991
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520888338
【發(fā)明人】朱海永, 葉彥林, 段延敏, 朱鑫標(biāo), 張耀舉
【申請(qǐng)人】溫州大學(xué)
【公開日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年11月9日