[发明专利]一种白光激光器

说明书

技术领域

本发明涉及激光器技术，更具体的说，涉及一种白光激光器。

背景技术

白光激光由于具有空间相干性和较宽的发射带宽(400至700纳米)，因而被广泛应用于三维光镊、真彩色三维全息、操纵微观对象、荧光显微镜、取代白光LED作为照明等等。

与一般的混合光不同，通过多种单色激光混合(红、绿、蓝)，是很难形成白光激光的，这是因为不同频率的激光会相互影响；目前通常实现白光激光的方法是通过非线性光学技术，这可以使激光器的发射频率扩展到白光的范围。然而这种方法需要较高的泵浦功率(例如使用大功率飞秒激光器作为泵浦光)，而转换的效率却很低，同时使用这种方法只能获得脉冲式的白光激光难以实现连续的白光激光。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有的白光激光器需要大功率驱动、转换效率低并且无法获得连续白光激光的缺陷，提供一种新型的白光激光器，以克服上述的问题。

本发明解决上述问题的方案是：构造一种白光激光器，包括LED泵浦光源、白光增益介质和激光谐振腔；白光增益介质设置在激光谐振腔内，LED泵浦光源设置在白光增益介质的周围且聚焦在白光增益介质上。

本发明的白光激光器，白光增益介质为均匀掺杂碳纳米结构的高分子聚合物材料。

本发明的白光激光器，碳纳米结构为直径1.5至3.5纳米的碳量子点。

本发明的白光激光器，还包括凹面反射镜，凹面反射镜正对于LED泵浦光源和白光增益介质，LED泵浦光源的光聚焦在白光增益介质后，透射到凹面反射镜，凹面反射镜将透射的光聚焦在白光增益介质上。

本发明的白光激光器还包括设置在LED泵浦光源和白光增益介质之间的圆柱透镜，圆柱透镜将LED泵浦光源的出射光聚焦到白光增益介质上。

本发明的白光激光器，激光谐振腔包括设置在白光增益介质外，并且平行于白光增益介质两端平面的全反射镜和半反射镜，白光增益介质设在两块平行反射面之间。

本发明的白光激光器，两块平面反射镜中，一块为全反射镜，另一块为半反射镜。

本发明的白光激光器，LED泵浦光源为LED阵列。

实施本发明的白光激光器，能够产生连续或者脉冲的白光激光，同时由于使用工业大量生产的标准LED(off-the-shelfLED)，大幅度降低了白光激光器的成本，并能实现高转换效率。该激光器结构简单，稳定性高，适合工业上大量推广使用。

附图说明

以下结合附图对本发明进行说明，其中：

图1为本发明白光激光器实施例的结构示意图；

图2为不同泵浦强度下白光激光器的出光光强；

图3为白光激光器的出光频谱特性。

图1中：100、LED泵浦光源；200、白光增益介质；300、圆柱透镜；400、全反射镜；500、凹面反射镜；600、半反射镜。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明进行。

如图1所示为本发明白光激光器的实施例，在本实施例中，LED泵浦光源100产生泵浦光，泵浦光经过圆柱透镜300的折射，聚焦在白光增益介质200上，白光增益介质200受到泵浦光的激发，产生受激发射。为了提高受激发射的能量，在对于LED泵浦光源100和白光增益介质200的位置设置凹面反射镜500，LED泵浦光源100的光聚焦在白光增益介质200后，透射到凹面反射镜500，凹面反射镜500再将透射的光聚焦在白光增益介质200上。令受激激发增强。

在本实施中，白光增益介质200为均匀分布碳量子点的高分子聚合物，碳量子点的直径为1.5至3.5纳米。受到LED泵浦光源100的激发，产生波长在380至700纳米的受激激发光。为了使受激激发光在白光增益介质200中多次放大，将均匀分布碳量子点的高分子聚合物做成圆柱，设置一个全反射镜400和一个半反射镜600于圆柱两端，二者平行于高分子聚合物圆柱两端的平面，形成F-P腔(FabryPerot)，受激发光被两平面反射镜来回反射并在增益介质中震荡放大，当激光到达一定强度时即从半反射镜(600)一端出射产生白色激光。

在本实施例中，使用了标准的LED光源作为泵浦源，相比于现有技术的白光激光器，功耗更低，有效的减少激光器的体积以及避免了需要调试激光谐振腔所带来的使用复杂性。由于均匀分布碳量子点的高分子聚合物能够产生受激激发波长为380至700纳米的受激激发光，因此该实施例能够产生连续或者脉冲出射的白光激光。