一种红、黄、绿三色激光设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光源设备技术领域，具体涉及一种红、黄、绿三色激光设备。
【背景技术】
[0002]随着激光技术的发展，可见波段激光代替传统光源，被广泛应用于医疗、显示、舞台灯光等领域。可见红色激光在高精度激光测量、量子信息、光学全息、高分辨分子光谱、激光医学等方面有着重要的应用价值和广阔的市场前景。可见绿色激光在科学研究、工业加工和军事上，特别是海洋探测方面，都有着广泛的应用。可见黄色激光医学上可用于鲜红斑痣和眼科的激光治疗；在天文望远镜中可以替代传统的钠导信号光源；军事上可用于空间目标的探测与识别，而且在分子生物学、化学等领域也有着重要的应用。特别针对激光显示、舞台灯光等领域，需要多色可调激光光源。为实现多色可调激光光源，通常需要多台激光器集成的设备，转换不同颜色的激光过程中需要控制不同激光器的开关来实现，而且多台激光器成本非常高，系统不稳定。通常的可见波段固体激光是通过非线性光学晶体对近红外波段激光变频得到，所以为了得到多个波长的可见波段激光输出，需要多个非线性光学晶体，且设备结构复杂、体积大、制造成本高。
【发明内容】
[0003]针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种结构设计合理、结构简单、结构紧凑、体积小、制造成本低、工作可靠的红、黄、绿三色激光设备。
[0004]为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案:一种红、黄、绿三色激光设备，包括激光设备本体，所述激光设备本体的光路中依次设置有栗浦源、全反镜片、自拉曼激光晶体、Q开关、中间镜片、多周期的周期极化铌酸锂晶体和输出镜片，其中全反镜片与输出镜片之间构成了基频光和各阶斯托斯光的振荡腔，通过平移周期极化铌酸锂晶体来改变极化周期，从而实现不同颜色的激光输出。
[0005]通过采用上述技术方案，在光源的使用时，只需要平移多周期的周期极化铌酸锂晶体来改变极化周期，就能实现不同颜色的激光输出。结构设计合理、结构简单、结构紧凑、体积小、制造成本低、工作可靠。在舞台灯光、激光显示领域使用非常方便。
[0006]本发明进一步设置为:所述栗浦源为输出波长为808纳米或880纳米的半导体激光器。
[0007]本发明还进一步设置为:所述自拉曼激光晶体是钕离子掺杂的具有拉曼效应的激光晶体。
[0008]本发明还进一步设置为:所述周期极化铌酸锂晶体包含5.44μπι、7.93μπι和
11.49 μπι三个周期，由三块不同周期的周期极化铌酸锂晶体组合成一块非线性光学晶体。
[0009]本发明还进一步设置为:所述Q开关是对1.06微米到1.32微米波段高透过率的声光Q开关。
[0010]本发明还进一步设置为；所述全反镜片上镀有从1.06微米到1.32微米波段激光的高反膜；中间镜片上镀有从1.06微米到1.32微米波段激光的增透膜，同时镀有从0.53微米到0.66微米波段激光的高反膜；输出镜片上镀有从1.06微米到1.32微米波段激光的高反膜，同时镀有从0.53微米到0.66微米波段激光的高透膜。
[0011]本发明的优点是:与现有技术相比，本发明结构设置更加合理，只使用了一个自拉曼激光晶体和一块非线性光学晶体，便能够实现红、黄、绿三色激光输出，这样结构变得简单、紧凑并且节省设备造价。在光源的使用时，只需要平移非线性光学晶体来改变极化周期，就能实现不同颜色的激光输出。在舞台灯光、激光显示领域使用非常方便。
[0012]下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
【附图说明】
[0013]图1为本发明实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]参见图1，本发明公开的一种红、黄、绿三色激光设备，包括激光设备本体，所述激光设备本体的光路中依次设置有栗浦源1、全反镜片2、自拉曼激光晶体3、Q开关4、中间镜片5、多周期的周期极化铌酸锂晶体6和输出镜片7，其中全反镜片2与输出镜片7之间构成了基频光和各阶斯托斯光的振荡腔，通过平移周期极化铌酸锂晶体6来改变极化周期，从而实现不同颜色的激光输出。
[0015]作为优选的，本实施例所述栗浦源1、全反镜片2、自拉曼激光晶体3、Q开关4、中间镜片5、多周期的周期极化铌酸锂晶体6和输出镜片7依次左往右设置，且所述栗浦源1、全反镜片2、自拉曼激光晶体3、Q开关4、中间镜片5、多周期的周期极化铌酸锂晶体6和输出镜片7的轴向中心线互相重合。
[0016]为使本发明工作更加稳定，作为优选的，所述栗浦源1为输出波长为808纳米或880纳米的半导体激光器。
[0017]所述自拉曼激光晶体3是钕离子掺杂的具有拉曼效应的激光晶体。如Nd:YV04、Nd:GdV04S Nd:LuV04。
[0018]所述周期极化铌酸锂晶体(PPLN)6包含5.44μπι、7.93μπι和11.49 μπι三个周期。由三块不同周期的周期极化铌酸锂晶体组合成一块非线性光学晶体。
[0019]所述Q开关4是对1.06微米到1.32微米波段高透过率的声光Q开关。
[0020]所述全反镜片2上镀有从1.06微米到1.32微米波段激光的高反膜；中间镜片5上镀有从1.06微米到1.32微米波段激光的增透膜，同时镀有从0.53微米到0.66微米波段激光的高反膜；输出镜片7上镀有从1.06微米到1.32微米波段激光的高反膜，同时镀有从0.53微米到0.66微米波段激光的高透膜。
[0021]实际应用时，半导体激光器输出的808纳米激光栗浦自拉曼激光晶体Nd:YV04，在全反镜片和输出镜片组成的腔内形成1.06微米波段的基频光并不断地振荡加强；当基频光强度达到自拉曼激光晶体的拉曼转换阈值，部分1.06微米波段的基频光通过一次拉曼频移产生1.18微米波段的一阶斯托克斯光，同时在全反镜片和输出镜片组成的腔内振荡加强；当1.18微米波段的一阶斯托克斯光的强度达到自拉曼激光晶体的拉曼转换阈值，部分1.18微米波段的一阶斯托克斯光再次通过拉曼频移产生1.31微米波段的二阶斯托克斯光，也在全反镜片和输出镜片组成的腔内振荡加强。所以在全反镜片和输出镜片组成的腔内可同时存在着1.06微米波段的基频光、1.18微米波段的一阶斯托克斯光和1.31微米波段的二阶斯托克斯光。Q开关主要用来实现调Q脉冲激光运转，提高腔内基频光和一、二阶斯托克斯光的峰值功率。腔内各个波长的激光通过多周期的周期极化铌酸锂晶体实现不同波长的倍频，实现各波长向可见波段激光的转换，中间镜片用来反射反方向传输的可见波段激光，最终可见波段激光都由输出镜片输出。通过平移周期极化晶体来改变极化周期，可实现0.53微米波段绿光、0.59微米波段黄光和0.66微米波段红光等三种不同颜色的可见波段激光输出。
[0022]当平移周期极化铌酸锂晶体，使得极化周期为5.44 μπι时，满足1.06微米波段基频光的倍频条件，输出可见波段激光为0.53 μπι波段的绿光激光。
[0023]当平移周期极化铌酸锂晶体，使得极化周期为7.93 μπι时，满足1.18微米波段的一阶斯托克斯光的倍频条件，输出可见波段0.59 μπι波段的黄光激光。
[0024]当平移周期极化铌酸锂晶体，使得极化周期为11.49 μπι时，满足1.31微米波段的二阶斯托克斯光的倍频条件，输出可见波段0.66 μπι波段的红光激光。
[0025]本实施例还可以把自拉曼激光晶体3换作Nd:GdV04晶体和Nd:LuV04晶体，半导体激光器栗浦源1改成波长为880nm的，最终可获得类似的效果。
[0026]本发明结构设置合理，只使用了一个自拉曼激光晶体和一块非线性光学晶体，便能够实现红、黄、绿三色激光输出，这样结构变得简单、紧凑并且节省设备造价。在光源的使用时，只需要平移非线性光学晶体来改变极化周期，就能实现不同颜色的激光输出。在舞台灯光、激光显示领域使用非常方便。
[0027]上述实施例对本发明的具体描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，本领域的技术工程师根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整均落入本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种红、黄、绿三色激光设备，包括激光设备本体，其特征在于:所述激光设备本体的光路中依次设置有栗浦源(1)、全反镜片(2)、自拉曼激光晶体(3)、Q开关(4)、中间镜片(5)、多周期的周期极化铌酸锂晶体(6)和输出镜片(7)，其中全反镜片⑵与输出镜片(7)之间构成了基频光和各阶斯托斯光的振荡腔，通过平移周期极化铌酸锂晶体(6)来改变极化周期，从而实现不同颜色的激光输出。2.根据权利要求1所述的一种红、黄、绿三色激光设备，其特征在于:所述栗浦源(1)为输出波长为808纳米或880纳米的半导体激光器。3.根据权利要求2所述的一种红、黄、绿三色激光设备，其特征在于:所述自拉曼激光晶体(3)是钕离子掺杂的具有拉曼效应的激光晶体。4.根据权利要求3所述的一种红、黄、绿三色激光设备，其特征在于:所述周期极化铌酸锂晶体(6)包含5.44μπι、7.93μπι和11.49 μm三个周期。5.根据权利要求4所述的一种红、黄、绿三色激光设备，其特征在于:所述Q开关(4)是对1.06微米到1.32微米波段高透过率的声光Q开关。6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种红、黄、绿三色激光设备，其特征在于:所述全反镜片(2)上镀有从1.06微米到1.32微米波段激光的高反膜；中间镜片(5)上镀有从1.06微米到1.32微米波段激光的增透膜，同时镀有从0.53微米到0.66微米波段激光的高反膜；输出镜片(7)上镀有从1.06微米到1.32微米波段激光的高反膜，同时镀有从.0.53微米到0.66微米波段激光的高透膜。
【专利摘要】本发明公开了一种红、黄、绿三色激光设备，包括激光设备本体，所述激光设备本体的光路中依次设置有泵浦源、全反镜片、自拉曼激光晶体、Q开关、中间镜片、多周期的周期极化铌酸锂晶体和输出镜片，其中全反镜片与输出镜片之间构成了基频光和各阶斯托斯光的振荡腔，通过平移周期极化铌酸锂晶体来改变极化周期，从而实现不同颜色的激光输出。通过采用上述技术方案，在光源的使用时，只需要平移多周期的周期极化铌酸锂晶体来改变极化周期，就能实现不同颜色的激光输出。结构设计合理、结构简单、结构紧凑、体积小、制造成本低、工作可靠。在舞台灯光、激光显示领域使用非常方便。
【IPC分类】H01S3/11, H01S3/108, H01S3/0941, H01S3/30, H01S3/16
【公开号】CN105281196
【申请号】CN201510759541
【发明人】段延敏, 朱海永, 朱鑫标, 叶彦林, 张耀举
【申请人】温州大学
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年11月9日