[发明专利]一种三波长激光器及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三波长激光器及其工作方法，属于激光器的技术领域。

背景技术

激光显示是近几年来兴起的一种显示技术，它的显示原理是以红、绿、蓝三基色激光为光源的显示技术，可以最真实地再现客观世界丰富、艳丽的色彩，提供更具震撼的表现力。它是继黑白显示、彩色显示、数字高清显示之后的第四代显示技术，由于它具有色域范围广、寿命长、环保、节能等优点，被认为是显示领域的一次革命。

激光显示技术具有很多优点，但仍需要解决两大难题：（一）是激光光束的匀光整形，就是把激光器出射的单模或多模高斯光束转换成特定形状（如矩形或方形等）且强度尽量均匀的光束；（二）是尽量减少或消除因激光高单色性（相干性）由干涉和衍射形成的散斑和条纹。

中国专利CN102593700A记载了一种无增益竞争三波长激光器，该专利提出了一种同一晶体不同能级跃迁增益相互竞争的解决办法。但是其方案输出激光波长差异大，相干性强，易形成衍射条纹，不利于激光显示应用。

中国专利CN1459897记载了一种三波长钕激光器腔内或腔外倍频的红绿蓝三基色激光器，该专利使用了1块激光晶体YAG加上3块非线性晶体来分别产生红绿蓝三种激光，其结构不但结构较复杂，而且其方案输出激光波长差异大，相干性强，易形成衍射条纹，不利于激光显示应用。

沈阳师范大学学报(自然科学版)第29卷第3期2011年7月公开的《LD侧面泵浦Nd:YAG1064nm/532nm/660nm三波长激光器》，该对比文件包括两种可见光和一种红外光。其方案输出激光波长差异大，相干性强，易形成衍射条纹，不利于激光显示应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明涉及一种三波长激光器。本发明使用两块晶体同一光路即实现了三波长激光输出；三种激光波长相邻，能量叠加，能量分布更平滑，减少了衍射条纹，激光光强分布更接近自然光。该激光器将自倍频激光晶体与激光晶体结合在一起，得到532、531、530nm三波长激光输出。由于波长相近，大大减少了因激光单色性形成的散斑和条纹，光束均匀，设计简捷可靠，在激光显示方面具有，良好的市场应用前景。

本发明还公开了一种上述三波长激光器的工作方法。

术语说明：

1、LD，半导体激光器的简称；

2、Nd:YCOB，钕掺杂硼酸钙氧钇的通用简称；

3、Nd:GdCOB，钕掺杂硼酸钙氧钆的通用简称；

4、Nd:YVO4，钕掺杂钒酸钇的通用简称。

本发明的技术方案如下：

一种三波长激光器，包括依光照顺序依次设置的激光二极管泵浦源、聚焦透镜组、自倍频激光晶体和激光晶体；所述激光二极管泵浦源和聚焦透镜组通过耦合光纤相连；在所述自倍频激光晶体，且靠近所述激光二极管泵浦源的通光面分别镀以808nm高透过膜、(1090-1060)nm高反射介质膜和(532-530)nm高反射介质膜；在所述激光晶体、且远离所述激光二极管泵浦源的通光面镀以(532-530)nm高透过膜、(1090-1060)nm高反射介质膜；所述的三波长激光器同时输出532nm、531nm、530nm三个波长的激光；

所述激光二极管泵浦源发射808nm泵浦激光，被自倍频激光晶体部分吸收后产生1060nm基频光，其余泵浦光被激光晶体吸收产生1064nm基频光；在自倍频激光晶体中，所产生的1060nm基频光倍频产生530nm激光，1064nm基频光倍频产生532nm激光，1060nm基频光与1064nm基频光和频产生531nm激光；即所述的三波长激光器同时输出532nm、531nm、530nm三个波长的激光。

根据本发明优选的，所述激光二极管泵浦源为产生808nm激光的半导体激光器LD；

所述自倍频激光晶体为掺钕硼酸氧钙盐晶体，所述掺钕硼酸氧钙盐晶体为钕掺杂硼酸钙氧钇Nd:YCOB或钕掺杂硼酸钙氧钆Nd:GdCOB；

所述激光晶体是钕掺杂钒酸钇晶体Nd:YVO4。

根据本发明优选的，所述自倍频激光晶体按通光方向切割，切割方向为产生531nm激光的相位匹配方向；所述自倍频激光晶体为圆柱形或者长方体；通光方向长度为0.1-20mm。

根据本发明优选的，所述自倍频激光晶体长度为1-10mm，进一步优选的，所述自倍频激光晶体的长度为4-8mm。