基于周期性铌酸锂倍频晶体(PPLN)产生绿光激光的装置的制作方法

本发明涉及激光显示领域，特别涉及一种基于周期性铌酸锂倍频晶体(ppln)产生绿光激光的装置。

背景技术：

激光光源最为投影显示光源和其他显示光源相比，具有单色性好、方向性好、色域宽广、亮度高、饱和度高以及显示画面尺寸灵活可变，可以更真实再现自然界多姿多彩的颜色世界等优点日益受到人们的关注。

由于激光的高度相干性，当激光照射到粗糙物体的表面时会形成激光散斑，激光散斑的存在将严重影响激光投影显示的成像质量，降低图像的对比度和分辨率，也成为制约和阻碍激光投影显示快速发展以及市场化的主要原因之一。为了解决激光显示中的散斑问题，人们提出了多种抑制散斑的方法，比如：利用振动屏幕，振动显示芯片，振动投影仪等方法虽然也能消除散斑，但存在一定的技术难度，实用性也受到限制。美国专利号为us7379651b2的技术方案采用带光孔的空心光导管来减弱散斑。此专利在光导管的入射端置一发散透镜有一定的难度；其次要求光导管为空心的，空心光导管需要镀金属或介质高反射膜，加大成本的同时也使得加工难度相应增加，并且此消散斑的结构对散斑的减弱程度有限。而本装置将一束1064nm宽带激光通过焊接一段多模光纤，利用多模光纤大的发散角结合周期性铌酸锂倍频晶体(ppln)倍频的匹配波长与角度相关的特性，可产生宽带的532nm绿光，可大大降低由于激光高度相干性带来的散斑效应，是一种结构简单、经济方便、易于实现的应用于激光显示系统的装置。

技术实现要素：

本发明提供一种基于周期性铌酸锂倍频晶体(ppln)产生绿光激光的装置，它以简单的结构，经济方便、能稳定使用可以在激光投影、激光显示等领域获得很多应用。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种基于周期性铌酸锂倍频晶体(ppln)产生绿光激光的装置，包括：宽带光纤激光器01、多模光纤02、周期性铌酸锂倍频晶体(ppln)03、532nm带通滤波片04、凸透镜05；宽带光纤激光器01中心波长为1064nm，宽带光纤激光器01出射的1064nm宽带激光先入射一段多模光纤02，再经过周期性铌酸锂倍频晶体(ppln)03，并通过532nm带通滤波片04，所出射的激光便只含有532nm的绿光，最后经过凸透镜05，可获得稳定的532nm宽带绿光激光。

其中，宽带光纤激光器01与多模光纤02焊接在一起，宽带激光器带宽约为6nm。

其中，多模光纤02数值孔径的na为0.22，所对应最大发散角约为13度。

其中，周期性铌酸锂倍频晶体(ppln)03为一块长为5mm，宽2mm、高1mm的周期性铌酸锂倍频晶体，极化周期为6.78um。

其中，532nm带通滤波片04中心波长在532nm，透射带宽20nm，绿光透过率80％，其他波长透过率<1％。

其中，凸透镜05焦距为15mm，凸透镜直径为5cm。

本发明原理在于：

一种基于基于周期性铌酸锂倍频晶体(ppln)产生绿光激光装置，包括中心波长在1064nm的宽带激光器、多模光纤(数值孔径为0.22)、周期性铌酸锂倍频晶体(ppln)、532nm带通滤波片、凸透镜；从光纤激光器出射的中心波长在1064nm宽带为6nm的激光入射到一段长度约为10cm的多模光纤其数值孔径na为0.22，从多模光纤出射的激光在±13度的范围内都包含1064nm的宽带激光，经过周期性铌酸锂倍频晶体(ppln)后，可产生带宽为2.5nm的中心波长在532nm的绿光，最后依次经过532nm的带通滤波片和凸透镜最终可获得稳定的绿光激光输出。

本发明具有以下优点：

1.结构合理，器件简单，成本低廉，易于加工与安装。

2.激光波长可调，随着入射角度的改变，可以实现多大10nm带宽的调谐范围。

3.装置中各组成部分均可实现长时间，连续稳定工作，性能稳定，安全可靠。

4.整个装置具有可调结构，满足各种光学系统的需要。

5.此装置可以实现小型化，不影响投影设备中的其他仪器。

附图说明

图1为本发明周期性铌酸锂倍频晶体(ppln)产生绿光激光的装置示意图。

图中附图标记含义为：01为宽带光纤激光器，02为多模光纤，03为周期性铌酸锂倍频晶体(ppln)，04为532nm带通滤波片，05为凸透镜。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。

请参照图1，一种基于周期性铌酸锂倍频晶体(ppln)产生绿光激光的装置，其主要光学器件包括：宽带光纤激光器01、多模光纤02、周期性铌酸锂倍频晶体(ppln)03、532nm带通滤波片04、凸透镜05；宽带光纤激光器01中心波长为1064nm，多模光纤02数值孔径为0.22，凸透镜05焦距为15mm，凸透镜直径为5cm。

工作时，将宽带光纤激光器的输出端焊接到一段多模光纤02，此时出射的激光经过周期性铌酸锂倍频晶体(ppln)03，并通过532nm带通滤波片04，所出射的激光便只含有532nm的绿光，最后经过凸透镜05，可获得稳定的532nm宽带绿光激光。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明的技术方案的精神和范围，其均应涵盖本发明的权利要求保护范围中。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种基于周期性铌酸锂倍频晶体(PPLN)产生宽带绿光激光的装置，包括中心波长在1064nm的宽带光纤激光器、周期性铌酸锂倍频晶体(PPLN)、多模光纤、532nm带通滤波片和凸透镜。利用宽带光纤激光器产生的1064nm宽带激光，同时在激光输出端外接一段多模光纤，利用多模光纤数值孔径(NA)大的特点，产生较大的方向性，同时再利用周期性铌酸锂倍频晶体(PPLN)每个方向的匹配的波长不一样，便可在每个方向获得不同波长的绿光，再经过532nm带通滤波片和凸透镜，可获得宽带的、稳定的绿光激光输出。解决了投影显示中由于波长带宽过窄产生的散斑效应。该装置结构简单灵活，运行稳定，成本低，适用于由于散斑效应而需要提高显示效果的激光显示系统。

技术研发人员：董志鹏;许立新;顾春;姚培军
受保护的技术使用者：中国科学技术大学
技术研发日：2019.03.21
技术公布日：2019.06.07