專利名稱：彩色調(diào)諧激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利屬于激光器，是一種用于激光電視和大屏幕顯示的輸出紅、綠、藍(lán)三基色的
彩色調(diào)諧激光器。
背景技術(shù)：
目前，用于激光電視，大屏幕顯示等的激光光源基本上全是用三個(gè)分離的紅、藍(lán)、 綠三基色激光器，通過合束來實(shí)現(xiàn)的。為了小型化，集成化，希望能在一個(gè)固體器件上實(shí)現(xiàn) 彩色可調(diào)的激光光源。常用方法之一是利用光的參量振蕩器在一個(gè)器件中產(chǎn)生三個(gè)波長再 各自倍頻產(chǎn)生三基色光，這種方法可以做到較大功率，調(diào)諧也方便，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜和費(fèi)用高是 其缺點(diǎn)，另一種方法是在一個(gè)晶體中在滿足一定條件下同時(shí)產(chǎn)生二、三種波長，再轉(zhuǎn)化為三 基色，這種方式遇到的主要困難是三個(gè)基色光強(qiáng)的獨(dú)立調(diào)節(jié)，往往在調(diào)節(jié)過程中破壞了各 波長同時(shí)振蕩的條件或減小了獨(dú)立調(diào)節(jié)的范圍，另外，在實(shí)現(xiàn)多色膜的鍍膜上，也存在一些 困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的困難，提供一種彩色調(diào)諧激光器，該激光
器能實(shí)現(xiàn)紅光、綠光與藍(lán)光三基色輸出和三基色光強(qiáng)的獨(dú)立調(diào)節(jié)，同時(shí)解決了鍍膜的困難。 本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下 —種彩色調(diào)諧激光器，特點(diǎn)在于其構(gòu)成包括 在一條光路上依次設(shè)置第一腔鏡、第一聲光調(diào)制器、第二分束鏡、Nd:YV04激光晶 體、第一分束鏡和輸出耦合鏡，所述的第二分束鏡和第一分束鏡與所述的光路所成的銳角 為P ; 以所述的第二分束鏡為鏡面，在與所述的第一腔鏡、第一聲光調(diào)制器的光路的鏡 面對稱的光路上由遠(yuǎn)而近依次是第二腔鏡、第二聲光調(diào)制器、偏振片至所述的第二分束鏡； 在所述的第一分束鏡的反射光束方向依次是第一倍頻晶體和第三腔鏡，在所述的輸出耦合 鏡的反射光束方向依次是第二平板腔片、硼酸鉍雙晶體、第一平板腔片、第二倍頻晶體和第 四腔片； 所述的第一腔鏡、第一聲光調(diào)制器、第二分束鏡、Nd:YV04激光晶體、第一分束鏡、 輸出耦合鏡、第二平板腔片、硼酸鉍雙晶體、第一平板腔片、第二倍頻晶體和第四腔片組成 第一V型腔，即1342nm激光諧振、倍頻和和頻腔，透過所述的輸出耦合鏡輸出671nm和 447nm激光；所述的第一腔鏡為平板反射鏡，對1342nm高反；所述的輸出耦合鏡，對1342nm 高反，對671nm和447nm高透；所述的第四腔鏡為凹面鏡，對1342nm和671nm高反；
所述的第二腔鏡、第二聲光調(diào)制器、偏振片、第二分束鏡、Nd:YV04激光晶體、第一 分束鏡、第一倍頻晶體和第三腔鏡組成第二 V型腔，即1064nm激光諧振和倍頻腔，透過所述 的第一分束鏡輸出532nm激光；所述的第二腔鏡為平板反射鏡，對1064nm高反；第二分束 鏡，對1064nm高反，對1342nm高透；所述的第一分束鏡，對1064nm高反，對1342nm、532nm高透；所述的第三腔鏡，對1064nm和532nm高反；在所述的輸出耦合鏡輸出671nm和447nm激光透射光方向設(shè)置合束器；在所述的第一分束鏡的532nm激光透射光方向設(shè)置反射鏡，由該反射鏡將所述的
532nm激光反射通過所述的合束器與所述的671nm和447nm激光一起輸出。 所述的Nd:YV04晶體由激光二極管陣列泵浦，包括側(cè)面泵浦或端面泵浦。 所述的第一聲光調(diào)制器和第二聲光調(diào)制器，分別通過調(diào)制射頻電源來調(diào)制波長為
入工=1342nm及A 2 = 1064nm光，由同一個(gè)調(diào)制電脈沖信號驅(qū)動(dòng)，該信號源為二路輸出同
步信號，兩路調(diào)制信號間的脈沖延遲AT， AT是可調(diào)的，AT = 0時(shí)則同時(shí)輸出、及入2。所述的第一倍頻晶體是磷酸氧鈦鉀(KTP)晶體，將1064nm光倍頻為532nm ;所述
的第二倍頻晶體是三硼酸鋰(LBO)晶體，將1342nm光倍頻為671nm。 所述的硼酸鉍雙晶體是由一對晶體取向切割方向及尺寸完全相同的硼酸鉍晶體，將其中之一繞硼酸鉍晶體的a軸反轉(zhuǎn)180°后對接在一起而構(gòu)成的，以補(bǔ)償走離角。
所述的第二分束鏡和第一分束鏡與所述的光路所成的銳角13的取值范圍為5°《P《15° 。
本發(fā)明的技術(shù)效果 1、利用雙聲光延遲調(diào)制方法獲得三基色光，它可削弱同一快激光晶體(如Nd:YV04， Nd:YAG)在同一能級時(shí)發(fā)出幾個(gè)波長光時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)烈競爭效應(yīng)，而實(shí)現(xiàn)對每種波長獨(dú)立調(diào)節(jié)其光強(qiáng)的目的。在滿足較窄的幾個(gè)波長同時(shí)振蕩的條件下，還能在AT二O時(shí)產(chǎn)生三個(gè)同時(shí)振蕩的三基色光。 2、本發(fā)明利用了二個(gè)子腔各產(chǎn)生671+447的紅藍(lán)脈沖光與綠光，這樣可分別獨(dú)立調(diào)節(jié)綠光光強(qiáng)和調(diào)節(jié)紅、藍(lán)光強(qiáng)的比達(dá)到彩色調(diào)諧的目的。轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片可調(diào)節(jié)1064光的強(qiáng)度，因?yàn)镹d:YV04輸出的是線偏振光，轉(zhuǎn)動(dòng)第二倍頻晶體LB0 I (以光束為軸)可改變o (")與e(2")的比例從而調(diào)節(jié)紅藍(lán)光強(qiáng)之比。采用這樣分腔還大大減小了對腔片晶體鍍膜的技術(shù)壓力，技術(shù)上更容易實(shí)現(xiàn)。 3、通常實(shí)用的三基色光三次諧波產(chǎn)生藍(lán)光在腔外進(jìn)行，因只是單次通過過程，所
以必須將焦斑聚得很小，這樣容易引起晶體損壞，這是一大缺點(diǎn)。本發(fā)明采用了雙共振三次
諧波(實(shí)際上是二次諧波加一次和頻)產(chǎn)生447nm光方案，利用雙共振三次諧波，在腔內(nèi)進(jìn)
行，光斑允許較大，因此可以產(chǎn)生更大功率的藍(lán)色光，也解決晶體損壞問題。 4、本發(fā)明還采用了走離角補(bǔ)償技術(shù)，藍(lán)光是本發(fā)明中最薄弱環(huán)節(jié)，利用一塊晶體
分段切割放置，可以補(bǔ)償走離角，加長了非線性轉(zhuǎn)換晶體的有效長度。


圖1是本發(fā)明彩色調(diào)諧激光器的光路結(jié)構(gòu)原理圖。
圖2是調(diào)Q波形圖， 圖2 (a)是調(diào)制電信號的波形，圖2 (b)相應(yīng)的激光脈沖波形圖
圖3是本發(fā)明彩色調(diào)諧激光器中紅、藍(lán)、綠各色光的轉(zhuǎn)換過程說明圖
圖4是本發(fā)明彩色調(diào)諧激光器的一個(gè)實(shí)施例的光路結(jié)構(gòu)圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
先請參閱圖1，圖1是本發(fā)明彩色調(diào)諧激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。由圖可見，本發(fā)明彩色調(diào)諧激光器，其構(gòu)成包括 在一條光路上依次設(shè)置第一腔鏡8、第一聲光調(diào)制器2、第二分束鏡18、Nd: YV04激光晶體1、第一分束鏡10和輸出耦合鏡12，所述的第二分束鏡18和第一分束鏡10與所述的光路所成的銳角為P ; 以所述的第二分束鏡18為鏡面，在與所述的第一腔鏡8、第一聲光調(diào)制器2的光路的鏡面對稱的光路上由遠(yuǎn)而近依次是第二腔鏡9、第二聲光調(diào)制器3、偏振片19至所述的第二分束鏡18 ;在所述的第一分束鏡10的反射光束方向依次是第一倍頻晶體4和第三腔鏡ll，在所述的輸出耦合鏡12的反射光束方向依次是第二平板腔片15、硼酸鉍雙晶體6、7、第一平板腔片14、第二倍頻晶體5和第四腔片13 ;
所述的第一腔鏡8、第一聲光調(diào)制器2、第二分束鏡18、Nd:YV04激光晶體l、第一分束鏡10、輸出耦合鏡12、第二平板腔片15、硼酸鉍雙晶體6、7、第一平板腔片14、第二倍頻晶體5和第四腔片13組成第一V型腔，即1342nm激光諧振、倍頻和和頻腔，透過所述的輸出耦合鏡12輸出671nm和447nm激光；所述的第一腔鏡8為平板反射鏡，對1342nm高反；所述的輸出耦合鏡12，對1342nm高反，對671nm和447nm高透；所述的第四腔鏡13為凹面鏡，對1342nm和671nm高反； 所述的第二腔鏡9、第二聲光調(diào)制器3、偏振片19、第二分束鏡18、 Nd:YV04激光晶體1、第一分束鏡10、第一倍頻晶體4和第三腔鏡11組成第二 V型腔，即1064nm激光諧振和倍頻腔，透過所述的第一分束鏡10輸出532nm激光；所述的第二腔鏡9為平板反射鏡，對1064nm高反；第二分束鏡18，對1064nm高反，對1342nm高透；所述的第一分束鏡10，對1064nm高反，對1342nm、532nm高透；所述的第三腔鏡11，對1064nm和532nm高反；
在所述的輸出耦合鏡12輸出671nm和447nm激光透射光方向設(shè)置合束器17 ;
在所述的第一分束鏡10的532nm激光透射光方向設(shè)置反射鏡16，由該反射鏡16將所述的532nm激光反射通過所述的合束器17與所述的671nm和447nm激光一起輸出。
所述的摻釹釩酸釔(Nd: YV04) 1是激光器二極管泵浦Nd: YV04激光模塊，激活的Nd: YV04晶體從同 一 上能態(tài)4F3/2躍遷可以產(chǎn)生多條譜線4F3/2 — 4I11/2 (1064nm)，4F3/2 —4I13/2 (1342nm)等，該激光器模塊已經(jīng)成為商品可以買到。對它的結(jié)構(gòu)本文不做過多描述。 一般有側(cè)面泵浦和端面泵浦之分，在高功率的情況下一般用側(cè)面泵浦。該模塊中包括激光器二極管(LD)陣列(光束從晶體側(cè)面聚焦射入晶體)Nd:YV04晶體，還有冷卻結(jié)構(gòu)(一般用水冷卻)。 第一聲光調(diào)制器2和第二聲光調(diào)制器3，分別通過調(diào)制射頻電源(圖中未示)來調(diào)制波長為、=1342nm及A 2 = 1064nm光，由同一個(gè)調(diào)制電脈沖信號驅(qū)動(dòng)，該信號源為二路輸出同步信號，兩路調(diào)制信號間的脈沖延遲AT， AT是可調(diào)的，AT = 0時(shí)則同時(shí)輸出、及入2.所述的第一倍頻晶體4是磷酸氧鈦鉀(KTP)晶體，將1064nm光倍頻為532nm ;所
述的第二倍頻晶體5是三硼酸鋰(LBO)晶體，將1342nm光倍頻為671nm。 所述的硼酸鉍雙晶體6、7是由一對晶體取向切割方向及尺寸完全相同的硼酸鉍晶體，將其中之一繞硼酸鉍晶體的a軸反轉(zhuǎn)180°后對接在一起而構(gòu)成的，按照e光補(bǔ)償雙折射方式放置，以補(bǔ)償走離角(參見J. 0. S. AB/VOL 11N0. 121994P2368)，該晶體用于1342nm與671nm和頻轉(zhuǎn)換，由于用了兩塊BIBO晶體，大大提高了和頻轉(zhuǎn)換效率。
所述的第二分束鏡18和第一分束鏡10與所述的光路所成的銳角13的取值范圍為5°《P《15° 。 圖2是調(diào)Q波形圖，圖2(a)是調(diào)制電信號的波形，最上圖是加在第一聲光調(diào)制器2上的電脈沖波形，下圖是加在第一聲光調(diào)制器3上的電脈沖圖，兩信號是同步的，延遲A T，相應(yīng)的激光脈沖如圖2 (b)，第一個(gè)脈沖對應(yīng)1342nm基波或紅光+藍(lán)光，第二個(gè)脈沖對應(yīng)1064nm基波或綠光，兩者延遲AT'，第三脈沖又對應(yīng)1342nm基波，它的出現(xiàn)已比第二個(gè)脈沖1064光延遲T-AT'。其中T為調(diào)制周期，在(T-AT')時(shí)間內(nèi)由于沒有光，上能級卞3/2粒子數(shù)在強(qiáng)的泵浦下得到恢復(fù)，當(dāng)延遲時(shí)間約為上能級壽命時(shí)，泵浦的上能級可接近飽和，這樣前一脈沖對后一脈沖幾乎不產(chǎn)生影響，在Nd:YV04中，產(chǎn)生1064光的躍遷截面幾乎為1342光的2倍，因此1064光是強(qiáng)勢振蕩的光，但通過調(diào)節(jié)A T與T- A T之比可控制產(chǎn)生1064nm與產(chǎn)生1342nm激光的上能級粒子數(shù)恢復(fù)程度，隨著(T_ A T) / A T增大，1342nm發(fā)光增強(qiáng)而1064nm發(fā)光減弱。另外適當(dāng)選擇二種波長光的腔損失(反射率)，也可使二波長處在同時(shí)振蕩區(qū)，因此就可以調(diào)節(jié)AT — O，使1342nm波長發(fā)光和1064nm 2波長發(fā)光同時(shí)振蕩。 輸出光的色彩是通過調(diào)節(jié)三色光強(qiáng)之比來實(shí)現(xiàn)的，圖1中的19是一偏振片，轉(zhuǎn)動(dòng)該偏振片19可以改變1064nm光的強(qiáng)度而改變綠光的光強(qiáng)。同樣轉(zhuǎn)動(dòng)第二倍頻晶體5 (LBO)可改變紅光671nm與基波1342nm光強(qiáng)的比，因而改變671nm與447nm光強(qiáng)的比。因此采用了本光路，彩色可以比較獨(dú)立的進(jìn)行調(diào)節(jié)。紅、藍(lán)、綠各色光的轉(zhuǎn)換過程可用圖3表示。首先看由第二腔鏡9，第二分束鏡18，第一分束鏡10到第三腔鏡11構(gòu)成的第二V型腔，該腔對1064nm光產(chǎn)生共振，經(jīng)第一倍頻晶體4KTP倍頻后產(chǎn)生2"光(532nm)，產(chǎn)生和傳輸路線如雙箭頭所示，向左向右雙向產(chǎn)生的532nm光通過第一分束鏡10輸出。這種結(jié)構(gòu)中從Nd:YV04出來基波偏振光，偏振方向(注X，Y，Z以下坐標(biāo)是晶體的介電橢球的三個(gè)主軸)與KTP晶體的o光與e光方向皆成45° 。相匹配角9 =90° ，，=23.3° ，倍頻過程為
1064nm(e)+1064nm(o) = 532nm(e) 主平面為XY平面，e光走離就在該平面內(nèi)，532為e光，走離角為4. 15mrad，可以
證明采用第二V形腔結(jié)構(gòu)，正向傳播和逆向傳播的2"光的走離角得到了補(bǔ)償。 圖中由1342nm全反的第一腔鏡8 —輸出耦合鏡12 —第四腔鏡13構(gòu)成了 A ,=
1342nm的第一 V型振蕩腔，在腔內(nèi)由I類相位匹配的第二倍頻晶體5倍頻成671nm光，倍頻
過程為 1342nm(e)+1342nm(e) = 671nm(o) e光走離角為3. 45mrad，匹配方向?yàn)? = 86. 1° ，，= ,主平面為XZ平面，使振蕩的基波(1342nm)的振蕩方向在LBO的e光方向，則出射的倍頻(671nm)為o光。e光走離角方向在XZ平面內(nèi)(如圖3)，LB0 I類匹配與KTP晶體II類匹配相比，雖然deff比后者小，但因走離角小，有用長度可以較長，所以還是選擇LBO I類匹配。在這一子腔內(nèi)，LBO產(chǎn)生的紅光與共振的基波光(1342nm)在BIBO晶體中和頻產(chǎn)生447nm的藍(lán)光，其過程為
1342nm(o)+671nm(e) = 447nm(e)
角匹配方向?yàn)? =90° ，=27,7° ,主平面為XY平面，藍(lán)光的走離角為15. 94mrad，走離的光在該平面上。它的4 = -2pm/V。另外也可以選擇LBO晶體產(chǎn)生和頻過程
1342nm(o)+671nm(e) = 447nm(e) 藍(lán)光走離角為11. 65mrad，它的deff = 0. 816pm/v。兩種晶體相比BIB0的deff比LB0大很多，雖然走離角比LB0大，但若采用走離角補(bǔ)償?shù)姆椒?，BIB0顯然還是更好一些。采用兩塊同樣的BIB0晶體將晶體繞X軸反轉(zhuǎn)180。 (X軸即晶體學(xué)上的BIBO的a軸)。因此利用雙晶體可彌補(bǔ)走離角大的缺點(diǎn)，此外在1342的子腔中還放置了一對第一平面板反射鏡14，第二平面板反射鏡15構(gòu)成一個(gè)附加反饋腔，實(shí)現(xiàn)2"波(671nm)的共振(如圖3中雙箭頭)，這樣產(chǎn)生3" (447nm)過程中利用了雙共振("及2")使正時(shí)輸出與逆時(shí)輸出的光(2"及")都得以利用，增強(qiáng)了 3" (447)的轉(zhuǎn)換率。
圖4是本發(fā)明彩色調(diào)諧激光器的一個(gè)實(shí)施例的光路結(jié)構(gòu)圖
采用端面LD泵浦的Nd: YV04激光器，具體結(jié)構(gòu)如圖4，圖中 l，為摻釹0. 3%的摻釹釩酸釔晶體(Nd:YV04)，尺寸為3X3X8、 a切割、基波為偏振光(n方向)本裝置中取丄水平面。 21，為光纖耦合輸出激光二極管LD的光束整形聚焦系統(tǒng) 20，為分束片HT(808nm)表示對808nm高透，HR(1342)表示對1342nm高反，以下相同，恕不再說明。8，第一腔鏡，全反鏡，HR(1342nm)，在1064處透過率T > 50%
9，第二腔鏡，全反鏡，HR(1064nm)
18，第二分束鏡，HR(1064) ， HT(1342nm)， IO，第一分束鏡，是532nm輸出鏡及1064nm高反鏡。右面HR(1064nm)HT(1342nm，532nm)左面HT (1342nm， 532nm)。 ll，第三腔鏡，凹面HR反射鏡(1064nm)HR(532nm) 12，耦合輸出鏡，是倍頻671nm及和頻447nm的輸出鏡。右面為凹面，曲率半徑為
100mm。凹面HT(447nm，671nm)HR(1342nm)左面為凸面，HT(447nm，671nm)曲率半徑34. 5mm 13，第四腔鏡，全反射鏡，凹面HR(1342nm， 671nm) 14，第一平板腔片，右面HT(1342，671)左面HT (1342， 671) HR (447) 15，第一平板腔片，左HT(1342)HT(447，671)右HT(1342，447)R(671) "80% 22，全反鏡，HR(532) 23，合束鏡HR(532)HT(447，671) 2、3，第一聲光調(diào)制器和第二聲光調(diào)制器，調(diào)制電信號由同一驅(qū)動(dòng)源脈沖發(fā)生器二路可調(diào)延遲(AT)輸出4，第一倍頻晶體，KTPII : 1064nm倍頻晶體，3X3X5， 1064nm基波偏振與KTP的o光e光成45。光束傳播方向(相匹配方向)9 =90° ，，=23.3°11類相匹配
5，第二倍頻晶體，LB0 I :1342nm倍頻晶體，I類相匹配，e光方向丄水平面，o光在水平面(XY)內(nèi)。3X3X12，通光方向9 =86.1° ，=<f 6，7，一對孿生的BIB0晶體，通光方向e =90° f=27.7° ， II類匹配3 X 3 X 8，主平面為XY基波1342nm振蕩光偏振方向?yàn)锽IBO的o光方向671nm倍頻光在晶體的e光方向，o光丄水平面(1342nm)，e光在水平面XY上(671nm)。采用2塊是為了補(bǔ)償e光的走離角，兩塊切割完全一樣只是將第二塊按e光矢量方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)180。來放置。BIBO II放入腔內(nèi)再加以補(bǔ)償，藍(lán)光轉(zhuǎn)換效率與腔外單次通過時(shí)相比可有42= 16倍的增強(qiáng)。(有效長度增加2倍，放入腔內(nèi)來回又增2倍，轉(zhuǎn)換效率oc (drffXL)2故應(yīng)有42倍增強(qiáng))
實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明具有下列技術(shù)效果 1、利用雙聲光延遲調(diào)制方法獲得三基色光，它可削弱同一快激光晶體(如Nd:YV04， Nd:YAG)在同一能級時(shí)發(fā)出幾個(gè)波長光時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)烈競爭效應(yīng)，而實(shí)現(xiàn)對每種波長獨(dú)立調(diào)節(jié)其光強(qiáng)的目的。在滿足較窄的幾個(gè)波長同時(shí)振蕩的條件下，還能在AT二O時(shí)產(chǎn)生三個(gè)同時(shí)振蕩的三基色光。 2、本發(fā)明利用了二個(gè)子腔各產(chǎn)生671+447的紅藍(lán)脈沖光與綠光，這樣可分別獨(dú)立調(diào)節(jié)綠光光強(qiáng)和調(diào)節(jié)紅、藍(lán)光強(qiáng)的比達(dá)到彩色調(diào)諧的目的。轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片可調(diào)節(jié)1064光的強(qiáng)度，因?yàn)镹d:YV04輸出的是線偏振光，轉(zhuǎn)動(dòng)第二倍頻晶體LB0 I (以光束為軸)可改變o (")與e(2")的比例從而調(diào)節(jié)紅藍(lán)光強(qiáng)之比。采用這樣分腔還大大減小了對腔片晶體鍍膜的技術(shù)壓力，技術(shù)上更容易實(shí)現(xiàn)。 3、通常實(shí)用的三基色光三次諧波產(chǎn)生藍(lán)光在腔外進(jìn)行，因只是單次通過過程，所
以必須將焦斑聚得很小，這樣容易引起晶體損壞，這是一大缺點(diǎn)。本發(fā)明采用了雙共振三次
諧波(實(shí)際上是二次諧波加一次和頻)產(chǎn)生447nm光方案，利用雙共振三次諧波，在腔內(nèi)進(jìn)
行，光斑允許較大，因此可以產(chǎn)生更大功率的藍(lán)色光，也解決晶體損壞問題。 4、本發(fā)明還采用了走離角補(bǔ)償技術(shù)，藍(lán)光是本發(fā)明中最薄弱環(huán)節(jié)，利用一塊晶體
分段切割放置，可以補(bǔ)償走離角，加長了非線性轉(zhuǎn)換晶體的有效長度。
權(quán)利要求
一種彩色調(diào)諧激光器，特征在于其構(gòu)成包括在一條光路上依次設(shè)置第一腔鏡(8)、第一聲光調(diào)制器(2)、第二分束鏡(18)、Nd:YVO4激光晶體(1)、第一分束鏡(10)和輸出耦合鏡(12)，所述的第二分束鏡(18)和第一分束鏡(10)與所述的光路所成的銳角為β；以所述的第二分束鏡(18)為鏡面，在與所述的第一腔鏡(8)、第一聲光調(diào)制器(2)的光路的鏡面對稱的光路上由遠(yuǎn)而近依次是第二腔鏡(9)、第二聲光調(diào)制器(3)、偏振片(19)；在所述的第一分束鏡(10)的反射光束方向依次是第一倍頻晶體(4)和第三腔鏡(11)；在所述的輸出耦合鏡(12)的反射光束方向依次是第二平板腔片(15)、硼酸鉍雙晶體(6、7)、第一平板腔片(14)、第二倍頻晶體(5)和第四腔片(13)；所述的第一腔鏡(8)、第一聲光調(diào)制器(2)、第二分束鏡(18)、Nd:YVO4激光晶體(1)、第一分束鏡(10)、輸出耦合鏡(12)、第二平板腔片(15)、硼酸鉍雙晶體(6、7)、第一平板腔片(14)、第二倍頻晶體(5)和第四腔片(13)組成第一V型腔，即1342nm激光諧振、倍頻和和頻腔，透過所述的輸出耦合鏡(12)輸出671nm和447nm激光；所述的第一腔鏡(8)為平板反射鏡，對1342nm高反；所述的輸出耦合鏡(12)，對1342nm高反，對671nm和447nm高透；所述的第四腔鏡(13)為凹面鏡，對1342nm和671nm高反；所述的第二腔鏡(9)、第二聲光調(diào)制器(3)、偏振片(19)、第二分束鏡(18)、Nd:YVO4激光晶體(1)、第一分束鏡(10)、第一倍頻晶體(4)和第三腔鏡(11)組成第二V型腔，即1064nm激光諧振和倍頻腔，透過所述的第一分束鏡(10)輸出532nm激光；所述的第二腔鏡(9)為平板反射鏡，對1064nm高反；第二分束鏡(18)，對1064nm高反，對1342nm高透；所述的第一分束鏡(10)，對1064nm高反，對1342nm、532nm高透；所述的第三腔鏡(11)，對1064nm和532nm高反；在所述的輸出耦合鏡(12)輸出671nm和447nm激光透射光方向設(shè)置合束器(17)；在所述的第一分束鏡(10)的532nm激光透射光方向設(shè)置反射鏡(16)，由該反射鏡(16)將所述的532nm激光反射通過所述的合束器(17)與所述的671nm和447nm激光一起輸出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的彩色調(diào)諧激光器，其特征在于所述的Nd:YV(^晶體(1)由激 光二極管陣列泵浦，包括側(cè)面泵浦或端面泵浦。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的彩色調(diào)諧激光器，其特征在于所述的第一聲光調(diào)制器(2)和 第二聲光調(diào)制器(3)，分別通過調(diào)制射頻電源來調(diào)制波長為、=1342nm及A 2 = 1064nm 光，由同一個(gè)調(diào)制電脈沖信號驅(qū)動(dòng)，該信號源為二路輸出同步信號，兩路調(diào)制信號間的脈沖 延遲AT， AT是可調(diào)的，AT = 0時(shí)則同時(shí)輸出、及入2。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的彩色調(diào)諧激光器，其特征在于所述的第一倍頻晶體(4)是 磷酸氧鈦鉀(KTP)晶體，將1064nm光倍頻為532nm ;所述的第二倍頻晶體(5)是三硼酸鋰 (LBO)晶體，將1342nm光倍頻為671nm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的彩色調(diào)諧激光器，其特征在于所述的硼酸鉍雙晶體(6、7)是 由一對晶體取向切割方向及尺寸完全相同的硼酸鉍晶體，將其中之一繞硼酸鉍晶體的a軸 反轉(zhuǎn)180°后對接在一起而構(gòu)成的，以補(bǔ)償走離角。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的彩色調(diào)諧激光器，其特征在于所述的第二分束鏡(18)和第一 分束鏡(10)與所述的光路所成的銳角13的取值范圍為5°《13《15° 。
全文摘要
一種彩色調(diào)諧激光器，由第一腔鏡、第一聲光調(diào)制器、第二分束鏡、Nd:YVO4激光晶體、第一分束鏡和輸出耦合鏡，所述的第二分束鏡、第一分束鏡、第二腔鏡、第二聲光調(diào)制器、偏振片、第一倍頻晶體、第三腔鏡、第二平板腔片、硼酸鉍雙晶體、第一平板腔片、第二倍頻晶體、第四腔片、合束器和反射鏡構(gòu)成，本發(fā)明利用二個(gè)子腔由一臺激光器輸出紅光、藍(lán)光和綠光三基色光；利用雙聲光延遲調(diào)制方法實(shí)現(xiàn)了綠光、紅光、藍(lán)光光強(qiáng)之比獨(dú)立調(diào)節(jié)的彩色調(diào)諧；采用雙共振三次諧波和走離角補(bǔ)償技術(shù)，加長了非線性轉(zhuǎn)換晶體的有效長度，可以產(chǎn)生更大功率的藍(lán)色光，解決了彩色調(diào)諧激光器的鍍膜和晶體損壞問題。
文檔編號H01S3/082GK101702488SQ20091019779
公開日2010年5月5日 申請日期2009年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月28日
發(fā)明者朱健強(qiáng), 林強(qiáng), 王勇, 王憲濤, 王斌, 王裕民 申請人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所;蘇州大恒光學(xué)精密機(jī)械有限公司