CN101986481A - 一种紧凑型蓝光晶体组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种紧凑型蓝光晶体组件的设计。掺钕离子的激光晶体与非线性光学晶体YAl3(BO3)4，两种晶体通过光胶或胶合粘结成一体，和镀制在该晶体组件前后端面的特定光学薄膜组成的光学谐振腔。该激光模块具有设计简单，结构紧凑，便于大批量生产且成本低的特点；使用时激光模块不需要任何调整，可以在通过整形耦合系统后的半导体激光器泵浦照射下直接发射蓝光。该蓝光激光模块可用于中，小功率输出的激光装置中，实现方便快捷的蓝色激光输出。
Description
技术领域：
本发明涉及一种固体激光模块，属于晶体材料在光电领域的应用，可以应用于LD端面泵浦产生蓝光激光。
背景技术：
蓝色激光广泛适用于彩色激光显示；高密度光存储；数字视频技术海洋水色和海洋资源探测；激光制冷等。此外，全固态蓝色激光还有望在数-模转换器件、激光印刷术、激光医学、生化技术、材料科学和光通信等许多领域得到广泛的应用。目前产生蓝光的固体激光技术主要有以下几种途径：一是蓝光激光二极管直接发射蓝光(该技术严重的受半导体材料本身缺陷的限制离实用化还有一段距离)；二是LD直接倍频的蓝光；三是蓝光波导激光(缺点是波导制作复杂，对泵浦光束质量要求高)；四是光纤上转换蓝光(目前能获得蓝光输出稀土高子主要少数的Tm3+，Pr3+两种)；五是LD泵浦非线性转换蓝光激光。关于以上途径产生的蓝光，除了上面提到的对应不足，还有即都是采用分立的光学元件，整个系统较为复杂，而且受环境的影响较大。目前采用Nd:YVO4和KTP光胶或胶合而成的绿光晶体组件已获得了相当成熟的商业上的应用。但蓝光晶体组件尚未有相应的晶体组件。所以本发明给出了另一种可在半导体泵浦照射下直接出蓝光的激光组件。
发明内容：
本发明专利的目的是提供一种低成本，结构紧凑的组件，不需要任何调整，可在半导体泵浦下直接出蓝光。
本发明技术方案结合附图描述如下：
紧凑型蓝光晶体组件由激光晶体1，按倍频产生蓝光所需的相位匹配角度进行切割的非线性光学晶体YAl3(BO3)42及分别镀制在该晶体组件前后端表面的特定光学薄膜A，B组成。掺钕离子的激光晶体1和非线性光学晶体2通过光胶或胶合固定在一起。其组件结构为：光学薄膜A/激光晶体1/非线性光学晶体2/光学薄膜B。其中光学薄膜A和光学薄膜B构成平平腔结构的光学谐振腔。
所述的光学薄膜中，镀制在蓝光晶体组件前端面的光学薄膜A对808nm附近波长(对于用作808nm附近波长LD泵浦的模块)或者880nm附近波长(对于用作880nm附近波长LD泵浦的模块)增透同时对0.9μm波段高反；镀制在蓝光晶体组件后端面的光学薄膜B对0.9μm波段高反，并对倍频蓝光波长高透。
所述的激光晶体1可以是Nd:YAG或Nd:YVO4或Nd:GdVO4。
所述的非线性光学晶体2为YAl3(BO3)4，它倍频产生蓝光所需的相位匹配角度由激光晶体所产生的基频波长来决定，长度可根据晶体实际要求切割。
本发明专利使用方法：蓝光晶体组件固定在金属热沉中，使其与周围良好接触散热。对于光学薄膜A镀制808nm附近波长增透的模块可采用通过整形聚焦系统后的808nm附近波长的LD泵浦照射下直接出蓝光；对于光学薄膜A镀制880nm附近波长增透的模块可采用通过整形聚焦系统后的880nm附近波长LD泵浦照射下直接出蓝光。
本发明的紧凑型蓝光晶体组件具有设计简单，结构紧凑，便于大批量生产且成本较低；使用时激光晶体、非线性光学晶体和谐振腔不需要任何调整。其中对于光学薄膜A为808nm附近波长增透的模块可采用目前最常用的808nm附近波长的LD泵浦，具有吸收系数大，吸收带宽宽的优点；对于光学薄膜A为880nm附近波长增透的模块可采用880nm附近波长的LD泵浦，具有量子亏损小，热效应影响小，效率高的优点。
附图说明：
附图为本发明紧凑型蓝光晶体组件的结构框图，其中：1为掺钕离子的激光晶体，2为非线性晶体YAl3(BO3)4；A为光学薄膜A；B，光学薄膜B。
具体实施方式：
实施例1：
按照附图，制作一紧凑型蓝光晶体组件。采用掺钕浓度为2.0％，尺寸为3mm×3mm×4mm的Nd:YAG作为激光晶体1，与按对应室温下的相位匹配角为θ＝33.3°进行切割的，尺寸为3mm×3mm×3mm的非线性光学晶体YAl3(BO3)42通过光胶固定在一起。同时该晶体组件前端面镀制的光学薄膜A为对808nm泵浦波长增透，同时对946nm波长高反；镀制在晶体组件后端面上的光学薄膜B是对946nm波段高反同时对473nm波段的蓝光增透。由光学薄膜A和光学薄膜B构成平平腔结构的光学谐振腔。
使用时，蓝光晶体组件固定在金属热沉中，使其与周围良好接触散热，通过整形聚焦系统后的808nm波长的LD泵浦照射下直接出473nm波长的蓝光。
实施例2：
按照附图，制作一紧凑型蓝光晶体组件。采用掺钕浓度为1.5％，尺寸为3mm×3mm×1.5mm的Nd:YVO4作为激光晶体1，与按对应室温下的相位匹配角为θ＝33.7°进行切割的，尺寸为3mm×3mm×2mm的非线性光学晶体YAl3(BO3)42通过光胶固定在一起。同时该晶体组件前端面镀制的光学薄膜A为对808nm泵浦波长增透，同时对914nm波长高反；镀制在晶体组件后端面上的光学薄膜B是对914nm波段高反同时对457nm波段的蓝光增透。由光学薄膜A和光学薄膜B构成平平腔结构的光学谐振腔。
使用时，蓝光晶体组件固定在金属热沉中，使其与周围良好接触散热，通过整形聚焦系统后的808nm波长的LD泵浦照射下直接出457nm波长的蓝光。
实施例3：
按照附图，制作一紧凑型蓝光晶体组件。采用掺钕浓度为1.0％，尺寸为3mm×3mm×5mm的Nd:GdVO4作为激光晶体1，与按对应室温下的相位匹配角为θ＝33.8°进行切割的，尺寸为3mm×3mm×4mm的非线性光学晶体YAl3(BO3)42通过光胶固定在一起。同时该晶体组件前端面镀制的光学薄膜A为对808nm泵浦波长增透，同时对946nm波长高反；镀制在晶体组件后端面上的光学薄膜B是对912nm波段高反同时对456nm波段的蓝光增透。由光学薄膜A和光学薄膜B构成平平腔结构的光学谐振腔。
使用时，蓝光晶体组件固定在金属热沉中，使其与周围良好接触散热，通过整形聚焦系统后的808nm波长的LD泵浦照射下直接出456nm波长的蓝光。
实施例4：
按照附图，制作一紧凑型蓝光晶体组件。采用掺钕浓度为1.0％，尺寸为3mm×3mm×3mm的Nd:YAG作为激光晶体1，与按对应室温下的相位匹配角为θ＝33.3°进行切割的，尺寸为3mm×3mm×6mm的非线性光学晶体YAl3(BO3)42通过光胶固定在一起。同时该晶体组件前端面镀制的光学薄膜A为对880nm泵浦波长增透，同时对946nm波长高反；镀制在晶体组件后端面上的光学薄膜B是对946nm波段高反同时对473nm波段的蓝光增透。由光学薄膜A和光学薄膜B构成平平腔结构的光学谐振腔。
使用时，蓝光晶体组件固定在金属热沉中，使其与周围良好接触散热，通过整形聚焦系统后的880nm波长的LD泵浦照射下直接出473nm波长的蓝光。
实施例5：
按照附图，制作一紧凑型蓝光晶体组件。采用掺钕浓度为1.0％，尺寸为3mm×3mm×4mm的Nd:YVO4作为激光晶体1，与按对应室温下的相位匹配角为θ＝33.7°进行切割的，尺寸为3mm×3mm×3mm的非线性光学晶体YAl3(BO3)42通过光胶固定在一起。同时该晶体组件前端面镀制的光学薄膜A为对880nm泵浦波长增透，同时对946nm波长高反；镀制在晶体组件后端面上的光学薄膜B是对914nm波段高反同时对457nm波段的蓝光增透。由光学薄膜A和光学薄膜B构成平平腔结构的光学谐振腔。
使用时，蓝光晶体组件固定在金属热沉中，使其与周围良好接触散热，通过整形聚焦系统后的880nm波长的LD泵浦照射下直接出473nm波长的蓝光。
实施例6：
按照附图，制作一紧凑型蓝光晶体组件。采用掺钕浓度为1.0％，尺寸为3mm×3mm×5mm的Nd:GdVO4作为激光晶体1，与按对应室温下的相位匹配角为θ＝33.8°进行切割的，尺寸为3mm×3mm×6mm的非线性光学晶体YAl3(BO3)42通过光胶固定在一起。同时该晶体组件前端面镀制的光学薄膜A为对880nm泵浦波长增透，同时对912nm波长高反；镀制在晶体组件后端面上的光学薄膜B是对912nm波段高反同时对456nm波段的蓝光增透。由光学薄膜A和光学薄膜B构成平平腔结构的光学谐振腔。
使用时，蓝光晶体组件固定在金属热沉中，使其与周围良好接触散热，通过整形聚焦系统后的880nm波长的LD泵浦照射下直接出456nm波长的蓝光。
实施例7：
按照附图，制作一紧凑型蓝光晶体组件。与实施例1，2，3，4，5，6不同的是激光晶体1和非线性光学晶体YAl3(BO3)42的固定方式可以是胶合。
Claims (4)
1.一种紧凑型蓝光激光晶体组件，包括：激光晶体，按倍频产生蓝光所需的相位匹配角度进行切割的非线性光学晶体YAl3(BO3)4，以及镀制在整个晶体组件前后端面的特定光学薄膜；其特征在于：激光晶体和非线性光学晶体YAl3(BO3)4通过光胶或胶合固定在一起，镀制在整个晶体组件前后端面的光学薄膜组成平平腔结构的光学谐振腔。
2.按权利要求1所述的紧凑型蓝光激光晶体组件，其特征在于：所述的激光晶体为Nd:YAG或Nd:YVO4或Nd:GdVO4。
3.按权利要求1所述的紧凑型蓝光激光晶体组件，其特征在于：所述的倍频产生蓝光所需的相位匹配角度由基频波长所决定。
4.按权利要求1所述的紧凑型蓝光激光晶体组件，其特征在于：所述的该晶体模块前端面所镀制的光学薄膜对泵浦光808nm或者880nm增透同时对0.9μm波段高反，晶体模块后端面所镀制的光学薄膜对0.9μm波段高反，并对倍频蓝光波长高透。
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| CN2009101122819A CN101986481A (zh) | 2009-07-29 | 2009-07-29 | 一种紧凑型蓝光晶体组件 |
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|---|---|---|---|---|
| CN102534790A (zh) * | 2012-01-19 | 2012-07-04 | 山东大学 | 一种多段掺杂浓度梯度的石榴石复合晶体及其生长方法 |
| CN104184024A (zh) * | 2013-05-23 | 2014-12-03 | 深南电路有限公司 | 加工激光器的方法和激光器 |
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