一种激光处理装置、方法和激光显示光源的制作方法
【专利说明】
[0001] 本申请是2010年4月16日提出的发明名称为"一种激光产生装置和方法"的中 国发明专利申请CN201080066241. 6(PCT/CN2010/071842)的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及激光技术，特别涉及一种激光处理装置、方法和激光显示光源。
【背景技术】
[0003] 激光具有单色性好、方向性强、亮度高等特点。激光技术的核心是激光器，激光器 的种类很多，可按工作物质、工作波长等不同方法分类。
[0004] 如今，激光技术已开始在电视、微型投影、商用和娱乐系统中找到了应用。而激光 倍频技术则使现有激光频率得到了大幅度的扩充，不仅实现了可见光波段的激光输出，更 是利用三倍频、四倍频技术实现了紫外波段的激光输出。激光显示技术是激光器的一个主 要应用方向，其具有大色域、低能耗等特点，被认为是下一代主流显示技术。
[0005] 在如下的文献中：CN200710120665. 6、CN200520073932. 5,还可以发现更多与上 述技术方案相关的信息。
[0006] 但是，在现有技术中在，激光器在输出倍频激光时，出现倍频激光的输出功率不稳 定的现象，甚至功率波动比较大，主要是因为不同频率的基频光在倍频时，由于模式之间的 互饱和效应引起不同频率之间的基频光的竞争，导致基频光在增益时增益强度发生变化， 使倍频光的输出功率发生波动，即所谓的绿光问题。
[0007] 现有技术中可以通过改变镜腔的长度来解决，例如增大镜腔的长度以增加纵模 数，或缩短镜腔的长度以减少纵模数，但是，上述的长镜腔法和短镜腔法都过多地限定了激 光器的镜腔长度，给激光器的设计带来了很多限制；现有技术中还可以采用自稳定系统控 制输出，但该方法增加了激光器的生产成本。
【发明内容】
[0008] 本发明实施例的目的是提供一种激光处理装置、激光显示光源和激光处理方法， 用于实现输出功率稳定的倍频激光。
[0009] 一方面，在一个实施例中，提供了一种激光处理装置，激光处理装置包括： 腔室，所述腔室的输入端接收泵浦光；所述腔室内设置激光晶体、波长转换单元，所述 激光晶体经泵浦光激发后生成基频光，所述波长转换单元将所述基频光进行波长转换后输 出激光； 所述激光晶体和波长转换单元之间设置第一腔镜，所述第一腔镜用于部分透射基频 光； 所述腔室的输入端对所述泵浦光高透射，对所述基频光高反射，和/或对所述激光高 反射； 所述腔室的输出端对所述基频光高反射和/或对所述激光高透射。
[0010] 该激光处理装置具备如下有益效果： 激光处理装置中的第一腔镜，对基频光部分透射，输入耦合镜和输出耦合镜对基频光 高反射，从而在输入耦合镜和第一腔镜之间的镜腔以及所述输出耦合镜和所述第一腔镜之 间的镜腔形成所述基频光的驻波场，由于多个驻波场之间的相互作用，增大了基频光的波 长间隔，增益后的基频光的相对光强为该波长的基频光的相对光强与激光工作物质对该基 频光的增益强度的乘积，实现了进一步对基频光的选纵模，大大减少了谐振腔内基频光纵 模的数量，并可以得到单纵模的基频光，从而缓解了绿光问题，提高了输出倍频光的功率稳 定性。
[0011] 进一步的，在上述激光处理装置的基础上，还提供了一种激光处理装置，该激光处 理装置中的第一腔镜包括： 加部分透光膜或镀层的凸透镜、凹透镜、平面镜、柱透镜或非球面镜。
[0012] 该激光处理装置具备如下有益效果： 第一腔镜可以选择加部分透光膜或镀层的凸透镜、凹透镜、平面镜、柱透镜或非球面 镜，可以根据所需要的基频光的光束直径来选择第一腔镜的型号，以满足不同功率与波段 下的要求。
[0013] 进一步的，在上述激光处理装置的基础上，还提供了一种激光处理装置，该激光处 理装置中： 所述波长转换单元是1个或2个及以上的和频晶体、1个及以上的倍频晶体、或1个及 以上的和频晶体与1个及以上的倍频晶体的组合。
[0014] 该激光处理装置具备如下有益效果： 激光处理装置通过倍频晶体与和频晶体的各种组合，不仅可以获得输出功率稳定的倍 频光，可以获得输出功率稳定的三倍频光以及更高倍频的激光，有利于扩大该激光处理装 置的用途和功能，提高该激光处理装置的使用范围。
[0015] 进一步的，在上述激光处理装置的基础上，还提供了一种激光处理装置，该激光处 理装置中，所述波长转换单元倍频晶体包括： 磷酸氧钛钾KTP晶体，三硼酸锂LBO晶体、偏硼酸钡BBO晶体、硼酸铋BIBO晶体、磷酸 氧钛铷RTP晶体、砷酸钛氧钾KTA晶体、磷酸二氢钾KDP晶体、周期性极化铌酸锂PPLN晶体 和/或周期极化磷酸氧钛钾PPKTP晶体。
[0016] 该激光处理装置具备如下有益效果： 波长转换单元可以使用上述各种倍频晶体，该激光处理装置可以灵活选择各种不同 的倍频晶体，以获取所需要频率的倍频激光，包括倍频激光、三倍频激光以及更多倍频的激 光，有利于该波长转换单元的生成制造，降低了该激光处理装置的成本。
[0017] 进一步的，在上述激光处理装置的基础上，还提供了一种激光处理装置，该激光处 理装置中还包括： 光学透镜，设置在所述第一腔镜和所述激光晶体之间，和/或设置在所述第一腔镜和 所述波长转换单元之间，用于增大或减小所述激光的光束直径。
[0018] 该激光处理装置具备如下有益效果： 通过在中间腔镜和所述激光晶体之间设置光学透镜，可以进一步改变基频光光束直 径，通过所述中间腔镜和所述倍频晶体之间设置光学透镜，以进一步改变倍频光的光束直 径，改善基频光或倍频光的质量。
[0019] 进一步的，在上述激光处理装置的基础上，还提供了一种激光处理装置，该激光处 理装置中还包括： 第二腔镜，部分透射基频光，所述第二腔镜至少为一片，设置在所述第一腔镜与所述激 光晶体之间。
[0020] 该激光处理装置具备如下有益效果： 不仅可以进一步改变基频光的光束直径，而且还能在中间腔镜之间形成另一个驻波 场，进一步减少了噪音基频光，从而提尚选择单纵t旲基频光的效率和提尚基频光的光束质 量。
[0021] 另一方面，在一个实施例中，提供一种激光显示光源，该激光显示光源包括：输出 泵浦光的泵浦光发射器，还包括上述的任意一种激光处理装置。
[0022] 该激光显示光源具备如下有益效果： 通过采用上述任意一项激光显示光源，实现了进一步对基频光的选纵模，大大减少了 谐振腔内基频光纵模的数量，可以得到单纵模的基频光，从而缓解了绿光问题，提高了输出 倍频光或多倍频光的功率稳定性，并可以得到各种直径的倍频光和多倍频光。
[0023] 另一方面，提供了一种激光处理方法，包括：接收泵浦光；激发泵浦光生成基频 光；其中，所述方法还包括： 部分透射基频光； 将部分透射后的基频光波长转换输出激光； 所述泵浦光的接收端对所述泵浦光高透射，对所述基频光高反射，和/或对所述激光 尚反射； 所述激光的输出端对所述基频光高反射和/或对所述激光高透射。
[0024] 本发明实施例通过将基频光部分透射和部分反射，以形成多个基频光的驻波场， 由于多个驻波场之间的相互作用，增大了基频光的波长间隔，增益后的基频光的相对光强 为该波长的基频光的相对光强与激光工作物质对该基频光的增益强度的乘积，实现了进一 步对基频光的选纵模，大大减少了谐振腔内基频光纵模的数量，并可以得到单纵模的基频 光，从而缓解了绿光问题，提高了输出倍频光的功率稳定性。
[0025] 进一步的，在上述激光处理方法的基础上，还提供了一种激光处理方法，其中，所 述部分透射基频光通过加膜或镀层的凸透镜、凹透镜、平面镜、柱透镜或非球面镜对所述基 频光部分透射。
[0026] 该激光处理方法具备如下有益效果： 通过加膜或镀层的凸透镜、凹透镜、平面镜、柱透镜或非球面镜对所述基频光部分透 射，可以根据所需要的基频光的光束直径来选择第一腔镜的型号，以满足不同功率与波段 下的要求。
[0027] 进一步的，在上述激光处理方法的基础上，还提供了一种激光处理方法，所述将过 滤后的基频光波长转换输出激光包括： 设置1个或2个及以上的和频晶体、一个及以上的倍频晶体、或一个及以上的和频晶体 与一个及以上的倍频晶体的组合对所述基频光进行波长转换。
[0028] 通过倍