专利名称：一种激光头的制作方法
技术领域：
本发明属于激光器领域，尤其涉及一种用于固体激光器的激光头。
背景技术：
工作过程中固体激光器会产生热效应现象，热效应包括热透镜效应、热致应力双 折射效应和热退偏效应。热效应的产生会影响激光器的输出能量和工作稳定性，具体的说 包括如下几点 1 、激光晶体在光泵浦的过程中吸热后温度会升高，对应激光晶体的热应力随泵浦 能量成正比，当泵浦能量增加，激光晶体内的最大应力超过材料破坏极限时，激光晶体将断 裂； 2、在激光晶体中产生的热应力会引起折射率的变化，使原来各向同性介质变为各 向异性，这就是热致应力双折射效应； 3、激光晶体在光泵浦的过程中还会发生端面变形，这就是热透镜效应。
固体激光器的热效应严重妨碍了激光输出效率的进一步提高，并使光束质量降 低，在实际中应当采取必要的措施来抑制或减小热效应。通常有几种常用的补偿光泵浦固 体激光器热效应的措施，包括冷却、滤光和光学补偿法等。而采用常规的冷却方法的连续激 光器，其热效应得到了一定程度的减小，但是由于泵浦光连续泵浦到激光晶体上，热量得不 到及时的释放，热效应增强，热量在激光晶体内积累造成高的热梯度，会发生热效应或热致 应力双折射效应等问题，使得激光晶体对泵浦光的吸收不均匀，导致其光光转换效率低和 电光转换效率低。而对于受脉冲调制的激光器来说，虽然其泵浦光在激光晶体内积累的热 量可以在激光输出间隔内得到一定程度的释放，但是，整个激光器装置的泵浦源的时间利 用率低，即在受脉冲调制的激光器没有激光输出的情况下，泵浦源的电能被损耗掉，降低了 系统的电光转换效率。综上所述，常规的固体激光器或是由于晶体热效应而电光转换效率 低或是泵浦源的时间利用率低，总之，难以达到两者同时实现的目的。
发明内容
本发明提供一种能够同时实现有效减小热效应和提高对泵浦源时间利用率的激 光头。另外，本发明还提供了 一种利用上述激光头制成的激光显示光源。 为了实现上述目的，本发明提供了一种激光头，包括泵浦源，用于发射产生连续 激光；分光装置，用于把所述泵浦源产生的连续激光分成两束脉冲式泵浦激光；以及
两个激光谐振腔，分别用于接收所述两束脉冲式泵浦激光并交替输出脉冲激光。
上述技术方案中，所述脉冲式泵浦激光为周期性脉冲激光。
上述技术方案中，所述脉冲式泵浦激光为方波形式的脉冲激光。
上述技术方案中，所述两束脉冲式泵浦激光的占空比之和为100%，两束脉冲式泵 浦激光交替产生，并且其中任意一束激光的占空比均在25%到75%范围内。
上述技术方案中，所述分光装置包括偏振光转换元件和偏振分光装置。
4
上述技术方案中，所述偏振光转换元件为电光晶体或法拉第旋光器。 上述技术方案中，所述脉冲式泵浦激光的频率为50Hz到2KHz。 上述技术方案中，两个所述激光谐振腔中均各自包括一个激光晶体或者两个所述
激光谐振腔包括一个共用的激光晶体。 上述技术方案中，两个所述激光谐振腔中还各自包括一个输出镜或者两个所述激 光谐振腔包括一个共用的输出镜。 上述技术方案中，两个所述激光谐振腔中还各自包括一个倍频晶体或者两个所述 激光谐振腔包括一个共用的倍频晶体。 上述技术方案中，两个所述激光谐振腔前均各自放置一个耦合透镜。 上述技术方案中，所述激光头还包括用于调整光路方向的反射镜。 上述技术方案中，所述激光头还包括合束输出装置，用于对所述的两个激光谐振
腔的输出进行合束处理。 上述技术方案中，所述合束输出装置为合束镜，用于对两个激光谐振腔的输出进 行合束处理获得连续激光输出；所述两个激光谐振腔的输出频率不同。 本发明还提供一种激光显示光源，包括光源组、耦合透镜组和光纤束，其特征在 于，所述光源组由至少一个上述所述的激光头组成； 所述耦合透镜组中的耦合透镜一一对应于所述激光头的输出光束，用于将所述激 光头的输出光束分别整形耦合到所述光纤束的对应光纤内。 上述技术方案中，所述耦合透镜组的耦合透镜的数量为所述激光头的数量的两 倍，所述光纤束的光纤数量与所述耦合透镜组的耦合透镜的数量相等。
上述技术方案中，所述光纤的输出端用固定装置固定为一束。
采用上述技术方案，具有如下有益效果 与连续激光器相比，本发明的两个激光晶体能够更好地散热，可以更好地降低激 光晶体热梯度和减小热效应。更进一步地，通过将电源调整到优选的占空比范围内，可以明 显地提高单路激光的光光转换效率，从而提高了整体装置的电光转换效率，同时也提高了 整体装置的激光输出总功率。另外，本发明中的两个激光谐振腔的激光输出在时间上互补， 使得整个装置任何时间均有激光输出，因此相对于受脉冲调制的激光器，本发明提高了泵 浦源的时间利用率。此外，本发明装置成本低，操作简单，利于大规模生产。
图1是本发明的实施例一的一种偏振分光激光头的结构示意图； 图2是本发明的激光头的实施例一中，入射泵浦光中的s偏光分量和p偏光分量
分别为100% : 0时，施加在电光晶休上的电压信号、经过电光晶体的出射光中的s偏光分
量和P偏光分量占总功率的百分比、两个激光晶体的输出功率随时间的变化关系示意图； 图3是实施例一中s偏光光路光光转换效率图； 图4是本发明的实施例二的一种偏振分光激光头的结构示意图； 图5是本发明的激光头的实施例二中，入射泵浦光中的s偏光分量和p偏光分量
分别为80% : 20%时，施加在电光晶体上的电压信号、经过电光晶体的出射光中的8偏光
分量和P偏光分量占总功率的百分比、两个激光晶体的输出功率随时间的变化示意 图6是本发明实施例三的激光显示光源的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步说明。
实施例一 图1示出了本实施例的一种偏振分光激光头的结构示意图。由图1可知，激光头 包括泵浦源112，偏振光转换元件101，偏振分光装置102，第一耦合透镜103和第二耦合透 镜113，第一激光晶体105和第二激光晶体115，反射镜108，第一倍频晶体107和第二倍频 晶体117，第一输出镜106和第二输出镜116。第一激光晶体105所在光路定义为第一光 路，第二激光晶体115所在光路为第二光路。泵浦源112生成的偏振光作为第一光路和第 二光路的泵浦光。偏振光转换元件101用于将s偏振光和p偏振光进行转换，当符合一定 条件时，进入偏振光转换元件101的s偏光出射时变成p偏光，进入偏振光转换元件101的 P偏光出射时变成s偏光；当符合另一条件时，偏振光转换元件101不起作用。偏振分光装 置102用于将s偏光和p偏光从空间上分离，得到两路泵浦光，两路泵浦光分别入射到第一 光路和第二光路。 本实施例中，偏振光转换元件101采用电光晶体。当该电光晶体电压取l^时(Vn 为半波电压)，光束产生的位相差为^ = f ，即偏振面发生90度的旋转。设置一周期方波电
压信号的低电平为V。(V。 < VM)，高电平为^=^^ ，将具有一定占空比的上述周期方波电压
信号施加到电光晶体上，那么在低电平V。的驱动下，泵浦源112发出的偏振光经过电光晶 体后偏振面不发生旋转，在高电平VM的驱动下，偏振光经过电光晶体后偏振面旋转90度， 即进入电光晶体的s偏光出射时变成p偏光，进入电光晶体的p偏光出射时变成s偏光。 偏振光经过电光晶体后入射到偏振分光装置102，偏振分光装置102将s偏光和p偏光分 离，从偏振分光装置102分离的s偏光入射到第一耦合透镜103，从偏振分光装置102分离 的P偏光经反射镜108反射后入射到第二耦合透镜113， s偏光和p偏光分别被第一耦合透 镜103和第二耦合透镜113耦合到第一激光晶体105和第二激光晶体115，并依次分别通过 对应的倍频晶体和输出镜。第一耦合透镜103和第二耦合透镜113的入射面和出射面均镀 有808nm的增透膜。第一激光晶体105的入射面镀有泵浦光的增透膜和基频光的反射膜， 第一激光晶体105的出射面镀有基频光的增透膜；第一倍频晶体107的入射面镀有基频光 的增透膜和倍频光的反射膜，其出射面镀有基频光和倍频光的增透膜；第一输出镜106入 射面镀有基频光的反射膜和倍频光的增透膜，出射面镀有倍频光的增透膜；第一激光晶体 105的入射面和第一输出镜106的入射面构成激光谐振腔；同理，第二光路的第二激光晶体 115、第二倍频晶体117和第二输出镜116分别与第一光路的第一激光晶体105、第一倍频 晶体107和第一输出镜106的镀膜相同，反射镜108镀有泵浦光的反射膜。第一激光晶体 105和第二激光晶体115分别受到s偏光和p偏光激励，输出基频光，基频光分别通过第一 倍频晶体107和第二倍频晶体117获得倍频光输出。 下面具体说明本实例中的激光头的工作过程，以泵浦光中的s偏光分量和p偏光 分量的比例为100% : O为例进行说明
偏振光转换元件101采用磷酸氧钛钾(KTP)电光晶体，泵浦源112采用产生中心 波长为808nm激光的GaAs半导体激光器，偏振分光装置102为PBS棱镜(Polarization Beam Splitter,偏振分光棱镜)，第一激光晶体105和第二激光晶体115均为掺钕钒酸钇 (Nd:YV04)晶体，第一倍频晶体107和第二倍频晶体117均为LB0晶体，各个晶体上镀有相应 的膜层。GaAs半导体激光器产生线偏振光，入射到KTP电光晶体的泵浦光的s偏光分量和 P偏光分量的功率百分比分别为100%和0，即泵浦光只有s偏光。经KTP电光晶体进行偏 振转换后，再经由PBS棱镜将光分为s偏光分量和p偏光分量，s偏光分量和p偏光分量分 别端面泵浦于第一激光晶体105和第二激光晶体115并分别出射1064nm的基频光，第一光 路和第二光路的基频光再分别经过第一倍频晶体107和第二倍频晶体117，分别输出532nm 的倍频光。如图2所示，图2的a部分显示了加在KTP电光晶体上的电压信号，此电压信 号为具有预先设定占空比的周期方波信号，高电平为VM，低电平为V。，在周期方波电压信号 的每个周期内，高电平持续时间为1\，低电平持续时间为L，本实施例中占空比为25%，即
^^ = 0.25 。不难得出，在上述电压信号的驱动下，KTP电光晶体的出射光中的s偏光分量
占总泵浦光功率百分比分布图如图2的b部分所示，p偏光分量的示意图如图2的c部分所 示，其中施加在KTP电光晶体上的电压为VM的时间段内，经过KTP电光晶体的线偏振光的偏 振面旋转90度，所以此时间内入射到KTP电光晶体的s偏光的偏振面旋转90度，从KTP电 光晶体出射的光转换为P偏光(只有P偏光分量)；施加在KTP电光晶体上的电压为V。的 时间段内，经过KTP电光晶体的线偏振光的偏振面不发生旋转，此时间段内入射到KTP电光 晶体的s偏光不发生偏振面旋转，从KTP电光晶体出射的光不发生变化，仍为s偏光(只有 s偏光分量)，这样KTP电光晶体的输出光的占空比与方波电压信号的占空比相对应，其中 KTP电光晶体的输出光中的s偏光分量和p偏光分量的功率占总泵浦光功率的百分比在时 间上相互交错分布，即s偏光分量的功率百分比为最大值(对应本实施例，为100% )时，p 偏光分量的功率百分比为最小值(对应本实施例，为0)，反之，当s偏光分量的功率百分比 为最小值时，P偏光分量的功率百分比为最大值。当泵浦光中的s偏光分量和p偏光分量 的比例为100%和0时，则KTP电光晶体交替出射s偏光和p偏光。 本实施例中，偏振分光装置102的PBS棱镜能够将从KTP电光晶体出射的光中的 s偏光分量和p偏光分量从空间上分离成两路光，因此对于本实施例，由PBS棱镜分离的s 偏光和P偏光在时间上的分布也分别如图2的b部分和图2的c部分所示，即s偏光与p 偏光时间上相互交替分布，并且占空比与施加到KTP电光晶体上的电信号相对应。对于本 实施例，理想状态下，入射到第一激光晶体105上的s偏光和入射到第二激光晶体115上 的P偏光在时间上的分布与图2的b部分和图2的c部分显示的一样。第一光路在s偏 光的激励下输出532nm的激光、第二光路在p偏光的激励下输出532nm的激光，不难得出第 一光路和第二光路的输出光功率在时间上分布示意图，如图2的d部分和图2的e部分所 示。由此可见对于第一光路，泵浦光的s偏光为75%占空比的周期方波脉冲，第一光路受 到s偏光激励，输出75%占空比的脉冲激光，在每个脉冲输出之间的间隔内，第一光路内的 Nd:YV04晶体可以有效地将刚刚输出激光产生的热量散出；同样在与上述泵浦光的s偏光 时间上相互交错的P偏光激励下，第二光路输出25%占空比的脉冲激光，同样原理第二光 路内的Nd:YV04晶体也可以在脉冲输出的间隔内有效地将输出激光产生的热量散出，较好
7地降低了激光晶体的热效应，减小了激光晶体的热梯度，使激光晶体对泵浦光的吸收均匀，
提高了输出光功率；此装置达到了减小激光晶体的热效应从而提高整个装置的电光转换效
率并且同时达到提高整个装置泵浦源的时间利用率的目的。特别指出，本实施例中第一光
路和第二光路中的激光晶体和倍频晶体采用相同的晶体，在其他情况中，当然还可以选择
采用不同的激光晶体和/或不同的倍频晶体，此时可以从两个光路分别输出相同或不同波
长的激光，如果两路光路输出不同波长的激光，还可以将两路激光合成一路输出。 此外，本实施例中激光晶体、倍频晶体和输出镜的镀膜方式可以根据需要进行适
当调整。另外，本实施例中的光路包含有倍频晶体，为倍频光输出，也可以去掉倍频晶体输
出基频光。本实施例中采用输出镜，也可以去掉输出镜，用在相应晶体上的镀膜来实现谐振
腔。当然，光路中各个光学元件的镀膜根据具体光路而有所不同，这是本领域技术人员可以
理解的。 另外，本实施例的上述描述中，泵浦源生成的泵浦光为s偏光，但容易理解，泵浦 源生成的泵浦光也可以是P偏光，当半导体激光器不发射线偏振光时，可以采用起偏光学 元件等先使半导体激光器发射线偏振光。并且泵浦源除采用半导体激光器外，还可以采用 由具有双折射特性的增益介质形成的固体激光器，例如掺钕氟化钇锂(Nd:YLF)固体激光 器和掺钕铝酸钇(Nd:YAP)固体激光器等。 图3所示为实施例一的第一光路(s偏光光路)在不同占空比下所获得的光光转 换效率图，第一光路光光转换效率是第一光路的输出光功率与第一光路的泵浦光功率的比 值。在实验中，总泵浦功率(即s偏光与p偏光的功率和)取为4W，电光晶体为KTP电光 晶体，激光晶体为Nd:YV04晶体，倍频晶体为三硼酸锂(LBO)晶体，输出镜为平凹镜，两光 路均输出532nm倍频光。图3给出了 50Hz到2KHz频率范围内，占空比从20%逐渐增加到 100%的光光转换效率的变化曲线，当占空比为100%时即为连续光。由图3可以看出，连 续光的光光转换效率不到5%，而当频率在50Hz到lKHz内时，占空比超过25%的方波的 光光转换效率都大于等于5%，即此时第一光路的光光转换效率均高于连续光的光光转换 效率，由于第一光路和第二光路的激光输出在时间上是互补的，所以可以推断，在占空比在 25%到75%内且频率在50Hz到lKHz内时，第一光路和第二光路的光光转换效率都大于等 于5 % ，那么，此时两光路输出光功率合并起来后，其光光转换效率必然也高于连续光的光 光转换效率，可获得更高的输出光功率。当占空比为50% 75%时，光光转换效率明显提 高，尤其是占空比取60 % 70 %时，光光转换效率达到峰值区间， 一般可达9 %以上，此时， 在总泵浦光功率(即s偏光与p偏光的功率和)相等的前提下，本发明即使只考虑s偏光的 一路，其输出光功率也可达到4WX60X X9%= 0. 324W，而连续输出光的输出光功率则为 4WX5%= 0. 2W，因此第一光路的一路光输出功率已经超过了连续光的输出功率，因此把本
发明的第一光路与第二光路输出光合束后，则可以得到更大的输出功率。 泵浦光也可以不是线偏振光，只要该泵浦光的s偏光分量和p偏光分量的功率百
分比相差40%以上，并且占空比满足一定比值，也可以实现系统电光转换效率高、系统时间
利用率高且减小激光晶体热效应的目的，下面以实施例二为例进行详细的说明。 实施例二 图4示出了本实施例的激光头的结构示意图。由图4可知，激光头包括泵浦源 412，偏振光转换元件401，偏振分光装置402，第一耦合透镜403和第二耦合透镜413，第一激光晶体405和第二激光晶体415，第一输出镜406和第二输出镜416，第一反射镜408和 第二反射镜407，合束镜404。第一激光晶体405所在光路定义为第一光路，第二激光晶体 415所在光路为第二光路，合束镜404入射面和出射面镀有对第一光路输出光的增透膜和 第二光路输出光的反射膜。偏振光转换元件401采用KTP电光晶体，泵浦源412为发射中 心波长为808nm激光的GaAs半导体激光器，偏振分光装置402为PBS棱镜(Polarization Beam Splitter,偏振分光棱镜)。第一耦合透镜403和第二耦合透镜413的入射面和出射 面均镀有808nm的增透膜；第一激光晶体405为掺钕钒酸钆(Nd:GdV04)晶体，其入射面镀 有1341nm的反射膜和808nm的增透膜，其出射面镀有1341nm的增透膜；第一输出镜406的 入射面镀有1341nm的反射膜；第二激光晶体415为掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)晶体，Nd:YAG 晶体入射面镀有1064nm的反射膜和808nm的增透膜，其出射面镀有1064nm的增透膜；第二 输出镜416的入射面镀有1064nm的部分透过膜；第一反射镜408镀有808nm的反射膜；第 二反射镜407镀有1064nm的反射膜。特别地，本实施例中的激光头还设置了合束镜404，合 束镜404的入射面和出射面均镀有1341nm的增透膜和1064nm的反射膜，这样通过利用合 束镜404将第一光路和第二光路的输出激光合束利用，将脉冲激光转变为连续或准连续激 光输出。 半导体激光器发射部分偏振光作为泵浦光，入射到KTP电光晶体的泵浦光的s偏 光分量和P偏光分量的功率分别为80%和20%，如图5所示，图5的a部分显示了占空比 为40%的方波信号，方波信号的高电平VM施加在KTP电光晶体上时，入射到KTP电光晶体 上的偏振光的偏振面旋转90度，所以从KTP电光晶体出射光中的s偏光分量和p偏光分量 的百分比发生互换，即s偏光分量变为20%而p偏光分量变为80% ;方波信号的低电平V0 施加在KTP电光晶体上时，经过KTP电光晶体的偏振光的偏振面不发生旋转，从KTP电光晶 体出射的光的偏振状态和入射光的偏振状态相同，可见，在上述电压信号的驱动下，对于本 实施例，KTP电光晶体的出射光中的s偏光分量和p偏光分量占总输出光的功率百分比的 时间分布情况分别如图5的b部分和图5的c部分所示。总的来看，输出光就是s偏光分 量最大时对应P偏光的最小值，s偏光最小时对应p偏光的最大值，并且s偏光和p偏光的 最大值和最小值与施加到KTP电光晶体上的方波电压信号的占空比相对应。
与实施例一类似，PBS棱镜能够将从KTP电光晶体出射的光分离为s偏光分量和 P偏光分量。因此由PBS棱镜分离的s偏光和p偏光在时间上的分布分别与图5的b部分 和图5的c部分显示的一样，即p偏光与s偏光的功率占总的光功率的百分比在时间上相 互交错分布，并且P偏光占空比与施加到KTP电光晶体上的电信号相同，即为40% ;s偏光 占空比与施加到电光晶体上的电信号相补充，即为60%。 同样，与实施例一类似，从PBS棱镜出射的两路部分偏振光入射到Nd:GdV04晶体 和Nd:YAG晶体上的s偏光和p偏光在时间上的分布与PBS棱镜分离出的s偏光和p偏光 在时间上的分布是一致的，并且与图5的b部分和图5的c部分显示的一致。这样在入射 s偏光和p偏光的激励下，第一光路和第二光路分别输出与入射偏光对应的激光，第一光路 和第二光路的输出光功率在时间上分布分别如图5的d部分和图5的e部分所示。
特别地，在光路中Nd:GdV04晶体和Nd:YAG晶体的后方还可以设置一个合束镜 404，用于将第一和第二光路输出的激光合束，将两路激光同时利用，理想状态下得到连续 光输出。同时第一光路、第二光路与合束镜404之间也可以设置调整光束传播方向的光学元件，本实施例中在第二光路与合束镜404之间设置了第二反射镜407。 由此可以看出，与实施例一不同的是本实施例中，Nd:GdV04晶体和Nd:YAG晶体
一直受到泵浦光的激励，该激励具有最大激励值和不为零的最小激励值。在最小激励值的
泵浦下，Nd:GdV04晶体和Nd:YAG晶体都能够将刚刚在最大激励值激励情况下输出激光产
生的热量进行一定程度的释放，这样就在一定程度上减小了热积累，从而提高了输出激光
的总功率，而且由于Nd:GdV04晶体和Nd:YAG晶体输出的激光的功率波形在时间上互补，所
以理想状态下，对于整个系统每时每刻都在输出激光，由此提高了泵浦源的时间利用率。当
然，本领域普通技术人员可以理解，本实施例中也可以不用合束镜404和第二反射镜407，
此时激光头获得两路光输出，而且若两路的激光晶体相同，同样可以输出两路波长相同的
激光束。 特别指出，图2和图5中所示的波形均只是示意图，实际工作中可以会有一定的误差。 利用将泵浦光分为两束方波进行激励的方案，可以减少激光晶体的热量积累，减 小激光晶体热梯度，有效地减小了激光晶体的热效应，从而大大提高整个装置的光光转换 效率。特别地，装置中的电光晶体所加调制信号的占空比在25%到75%范围内时，两路的 光光转换效率均比连续光的转换效率明显提高，且采用此方案可以有效地减小激光晶体热 效应，所以本发明同时实现了提高装置的电光转换效率和提高泵浦源时间利用率的目的。
实施例三 本发明的激光头应用在激光显示技术领域可以有效消除激光散斑。本实施例是采 用实施例1或实施例2的激光头的激光显示光源。图6是本实施例的激光显示光源的结构 示意图，所述激光显示光源包括光源组601、耦合透镜组602和光纤束603。其中光源组601 由10台激光器组成，且10台激光器均采用本发明实施例一所示结构的激光头，耦合透镜组 602包含20个耦合透镜，光纤束603包括20根光纤。10台激光器均发射两路激光束，出射 的20路激光束经20个耦合透镜分别耦合到20根光纤内，20根光纤的激光输出端用固定 装置固定为一组。上述光源装置中因为每一台激光器所发射的激光束之间不具有相干性， 可以达到较好地的消散斑效果，此外同一个激光器发射的两路激光束一般具有一定的光程 差，当两光纤传导的光的光程差大于相干长度时，两束激光不会发生干涉，可以更好地消除 散斑。而且，现有技术中可知，一般多个激光光源之间不具备相干性，所以采用多个激光光 源作为显示光源可以一定程度地实现消散斑，其中激光光束数目越多消除散斑的效果越明 显。而现有的采用此类结构的显示装置的光源均是单路输出的激光器，20束激光则需要20 台激光器，而采用本发明的光源装置则可以实现利用较少光源实现输出较多光束的目的， 与现有采用此类结构的显示装置的光源相比，本光源装置节省了一半的激光器，有效的减 少的光源的体积，同时又达到了更好的消散斑的效果。 本发明中的激光晶体也可为Nd: YLF、 Yb: YAG或Nd: Cr: GSGG晶体等，倍频晶体还可 以为KTP、 BBO、 BIBO、 KN或LN晶体等，并且不同光路中的激光晶体和倍频晶体可采用不相 同的激光晶体和倍频晶体。另外，本发明不仅可以用于基频光和二倍频光，也可以产生三倍 频、四倍频激光等，同时还可以用于差频光路、和频光路和参量振荡光路，当然其光路和镀 膜也会根据具体情况的不同而相应地有所改变。本发明实施例一中的电光晶体可以为KTP、 LiNb03、RTP、KD*P或BBO等；偏振光转换元件101也可以采用法拉第旋光器。此外，在实施例一和实施例二中，当第一光路和第二光路的距离较近时，还可以采用一块激光晶体来代 替第一激光晶体和第二激光晶体，用一块倍频晶体代替第一倍频晶体和第二倍频晶体，用 一个输出镜代替第一输出镜和第二输出镜，此时输出镜可以为平面镜。在实施例三中，激光 晶体、倍频晶体或输出镜可以一个激光头中采用一块激光晶体、一块倍频晶体或一个输出 镜，也可以采用多个激光头共用一块激光晶体、一块倍频晶体或一个输出镜，采用晶体或输 出镜的个数主要根据光路的具体情况而定，如果光路相距太远，采用一块晶体或输出镜则 会造成晶体或输出镜的浪费，成本的提高。本发明的泵浦光也可以调制为非周期性的脉冲 光，除方波外，还可以调制为三角波、正弦波等形式的脉冲激光。以上均是本领域技术人员 可以理解的。 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，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明 的权利要求范围当中。
权利要求
一种激光头，包括泵浦源，用于产生连续激光；分光装置，用于把所述泵浦源产生的连续激光分成两束脉冲式泵浦激光；以及两个激光谐振腔，分别用于接收所述两束脉冲式泵浦激光并交替输出脉冲激光。
2. 根据权利要求1所述的激光头，其特征在于，所述脉冲式泵浦激光为周期性脉冲激光。
3. 根据权利要求1所述的激光头，其特征在于，所述脉冲式泵浦激光为方波形式的脉 冲激光。
4. 根据权利要求1、2或3所述的激光头，其特征在于，所述两束脉冲式泵浦激光的占 空比之和为100%，两束脉冲式泵浦激光交替产生，并且其中任意一束激光的占空比均在 25%到75%范围内。
5. 根据权利要求1所述的激光头，其特征在于，所述分光装置包括偏振光转换元件和 偏振分光装置。
6. 根据权利要求5所述的激光头，其特征在于，所述偏振光转换元件为电光晶体或法 拉第旋光器。
7. 根据权利要求2所述的激光头，其特征在于，所述脉冲式泵浦激光的频率为50Hz到 2KHz。
8. 根据权利要求1所述的激光头，其特征在于，两个所述激光谐振腔中均各自包括一 个激光晶体或者两个所述激光谐振腔包括一个共用的激光晶体。
9. 根据权利要求8所述的激光头，其特征在于，两个所述激光谐振腔中还各自包括一 个输出镜或者两个所述激光谐振腔包括一个共用的输出镜。
10. 根据权利要求8所述的激光头，其特征在于，两个所述激光谐振腔中还各自包括一 个倍频晶体或者两个所述激光谐振腔包括一个共用的倍频晶体。
11. 根据权利要求1所述的激光头，其特征在于，两个所述激光谐振腔前均各自放置一 个耦合透镜。
12. 根据权利要求1所述的激光头，其特征在于，所述激光头还包括用于调整光路方向 的反射镜。
13. 根据权利要求1所述的激光头，其特征在于，所述激光头还包括合束输出装置，用 于对所述的两个激光谐振腔的输出进行合束处理。
14. 根据权利要求13所述的激光头，其特征在于，所述合束输出装置为合束镜，用于对 两个激光谐振腔的输出进行合束处理获得连续激光输出；所述两个激光谐振腔的输出频率 不同。
15. —种激光显示光源，包括光源组、耦合透镜组和光纤束，其特征在于，所述光源组 由至少一个权利要求1所述的激光头组成；所述耦合透镜组中的耦合透镜一一对应于所述 激光头的输出光束，用于将所述激光头的输出光束分别整形耦合到所述光纤束的对应光纤 内。
16. 根据权利要求15所述的激光显示光源，其特征在于，所述耦合透镜组的耦合透镜 的数量为所述激光头的数量的两倍，所述光纤束的光纤数量与所述耦合透镜组的耦合透镜 的数量相等。
17.根据权利要求16所述的激光显示光源，其特征在于，所述光纤的输出端用固定装 置固定为一束。
全文摘要
本发明涉及一种激光头，包括泵浦源，用于发射连续激光；分光装置，用于把所述泵浦源产生的连续激光分成两束脉冲式泵浦激光；以及两个激光谐振腔，分别用于接收所述两束脉冲式泵浦激光并交替输出脉冲激光。本发明的激光头能够进行充分散热，相对于连续型激光器可以最大程度的降低激光晶体热梯度和减小热效应，从而提高电光转换效率，提高了激光输出总功率；本发明中的两个激光谐振腔的激光输出在时间上互补，相对于受脉冲调制的激光器，本发明的装置提高了泵浦源的时间利用率；此装置成本低，操作简单，利于大规模生产。
文档编号H01S3/082GK101752773SQ20081023924
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月5日 优先权日2008年12月5日
发明者亓岩, 冯美岩, 张勃, 张瑛, 王斌, 贾中达 申请人:北京中视中科光电技术有限公司;中国科学院光电研究院