[发明专利]蓝光激光二极管泵浦698nm深红光固体激光器

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光器，特别是涉及一种直接采用下转换机制的蓝光激光二极管泵浦698nm深红光固体激光器。

背景技术

深红光激光在激光显示、光学存储、激光医疗、光谱学等领域有着广泛应用。采用深红色激光作为激光显示的光源，能获得较大的显示色域，使显示图像更加饱满鲜艳。特别的，波长为698nm的窄线宽深红色激光可以作为锶原子钟的探测光源，对远距离遥控导航、宇宙常数测量有重要的意义。

然而，目前，工作在698nm的激光器报道很少。获得此波长附近的激光器的技术方法主要由以下几种：

1．直接辐射红光的激光二极管。目前商用的已有很多工作在660-670nm的激光二极管，但直接辐射698nm深红激光的二极管未有报导。此类激光器通过控制半导体材料的组分（如InGaAsP）来控制波长，泵浦能量由外部电流注入提供，其优点是易于集成，缺点是输出激光线宽较宽，光束质量差。

2．利用可调谐激光技术。此类技术利用激光材料的宽带增益，附带精密的波长选择器件来选择某个波长的输出。如美国Newport公司生产了一种基于掺钛蓝宝石的宽带可调谐的连续输出激光器3900S，调谐范围为675～1100nm（见http://www.newport.com）；德国Toptica公司亦生产了基于半导体的宽带可调谐激光器DL100（见http://www.toptica.com），其调谐范围包含632～1770nm。其中，前者采用闪光灯或者绿光激光器泵浦，后者采用电注入来泵浦。此类激光器使用的增益材料拥有宽带增益，再通过精密波长选择器件（如Littrow光栅）选择出某个波长的激光输出。拥有宽带增益的材料往往增益截面积较小，激光阈值较高；精密波长选择器件的使用引入插入损耗，降低了激光器的效率，同时对激光器的机械设计提出很高的要求，使得整体激光器结构复杂，成本高昂。

3．利用固体激光器倍频技术。这是获得高光束质量的红色激光的最常用技术，经文献检索，目前仍未有工作于698nm的固体激光倍频激光器。此类最典型的技术是利用工作与800nm附近的半导体激光器泵浦掺钕增益介质（如Nd:YAG、Nd:YVO₄、Nd:YLF、Nd:GdVO₄等），先获得工作于1.3μm附近的红外激光，有时也利用可调谐技术将红外激光微调到所需波长。再利用倍频晶体（如KTP、LBO、PPLN等）将此激光倍频，从而获得红光激光。此类激光器是通过“红外半导体激光器泵浦掺钕介质，从而获得红外固体激光”+“红外固体激光倍频”两步实现的红光激光器，倍频技术引入了非线性过程，不仅对温度、角度等环境因素非常敏感，而且多出的一次频率转换大大限制了激光效率的提高；同时，激光器结构复杂，成本较高。