[发明专利]一种实现激光器腔内倍频光的调制方法及其激光器结构

说明书

技术领域

本发明涉及激光领域，尤其涉及腔内倍频激光器。

背景技术

在激光显示领域，半导体泵浦腔内倍频激光器是获得激光光源的主要方式，尤其是对于绿光光源更是如此。激光输出功率的一种常用调制方式是直接采用调整泵浦源泵浦功率形式，其调制频率一般为几KHZ。由于建立激光振荡需要一定时间，从而其可调制频率范围非常有限；另一种方法是采用腔外声光调制方式，但其体积大，成本高，而且损失至少一半激光能量，亦较难用于大规模产品化。

发明内容

而本发明则是利用腔内倍频激光器所固有特点，提出一种新的调制方式，从而实现腔内倍频输出光从低频到高频的宽频率范围调节。

本发明采用如下技术方案：

实现激光器腔内倍频光的调制方法，是利用腔内倍频光强度可近似与腔内损耗的平方成反比的关系，通过在腔内倍频激光器中引入对基波光损耗的微调系统，从而实现腔内倍频输出光功率的调制。

进一步的，所述的关系可以表示为：I_DB∝(I_B/δ)²；其中I_DB为倍频光输出功率，I_B为基波光输出功率，δ为腔内损耗。

进一步的，所述的微调系统可以是电光效应的调制系统、磁光效应的调制系统、压电效应的调制系统或可调制的标准具。

实现激光器腔内倍频光的调制激光器结构，半导体激光泵浦源(101)的泵浦光经过光学耦合系统(102)进入泵浦由谐振腔镜(103、104)组成的谐振腔，谐振腔内设置有激光增益介质(105)、对基波光损耗的微调系统和倍频晶体(106)。

进一步的，所述的微调系统是一电光晶体(1081)的非通光面上下两侧加电极板(10911、10912)，通过调节电极板(10911、10912)的电压来调制电光晶体(1081)，所述的电光晶体(1081)设置于起偏器(1071)和检偏器(1072)之间。所述的电光晶体(1081)可以是LN晶体、BBO晶体、KTP晶体。

或者，所述的微调系统是一磁光晶体(1082)的非通光面周围侧加电磁场(1092)，通过调节电磁场(1092)的磁场来调制磁光晶体(1082)，所述的磁光晶体(1082)设置于起偏器(1071)和检偏器(1072)之间。所述的磁光晶体(1082)可以是YIG晶体。

或者，所述的微调系统是可调制的标准具(1083)。

进一步的，所述的倍频晶体(106)是I类倍频晶体，其光轴方向与所述的起偏及检偏器的偏振方向平行或垂直。所述的倍频晶体(106)是II类倍频晶体，是晶体厚度相同且光轴相互正交的两块倍频晶体构成。所述的倍频晶体(106)是II类倍频晶体，并在倍频晶体与后腔镜之间设置一1/4波片。

所述的激光器结构可以是分体独立式结构，亦可以是微片胶合一体式结构。

本发明是利用新的调制原理，利用腔内倍频激光输出功率对腔内基波光损耗高度敏感的特点，实现对倍频光输出功率的高速调制。克服了已有技术的调制范围有限，且结构相对复杂的不足，能够简单方便的实现腔内倍频输出光从低频到高频的宽频率范围调节。

附图说明

图1(a)是本发明的实施例1的结构示意图；

图1(b)是本发明的实施例2的结构示意图；

图1(c)是本发明的实施例3的结构示意图；

图2是本发明的激光器采用微片胶合一体式结构的示意图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

本发明是在连续泵浦的腔内倍频激光器中加入可对基波光损耗高速、小幅度调整的调制器，如采用电光效应，磁光效应，压电效应或标准具效应等制作的调制器。利用腔内倍频激光输出功率对腔内基波光损耗高度敏感的特点，实现对倍频光输出功率的高速调制。本发明特别适用于激光显示中的各种激光源的高速调制。

在半导体泵浦固体激光器中，若泵浦功率为I₀，基波光阈值为I₀₁，在合适的输出透过率时，其基波光输出功率为I_B，斜效率为η，则：

I_B＝η(I₀-I₀₁)                            (1)

若激光腔中加入非线性晶体，如倍频晶体，且谐振腔输出腔镜改为对基波光及倍频光均高反的腔镜，并忽略倍频晶体倍频的吸收损失，设此时腔内单程损耗为δ，则腔内基波光功率I_CB可近似写为：