CN1451195A - 基于光纤中相互作用的蓝光激光器 - Google Patents

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Abstract

揭示了在单一，集成系统中产生蓝光的方法。振荡器在接近0.91微米的波长产生源辐射和几个毫瓦的功率。具有在1.05微米增益抑制的掺钕包层泵浦光纤装置中将这个功率放大到几瓦量级。谐波发生器将光纤装置输出进行倍频以在0.455微米附近的蓝光波长产生辐射。在光纤中的镜子，光栅或其它装置排斥位于或接近1.05微米的光波长，而使得0.91微米辐射保留在光纤中。在1.05微米的增益可以通过调整光纤折射率分布被抑制来消除在1.05微米的约束模式，或通过弯曲光纤以衰减在1.05微米的辐射来消除这两个方法可以任选择其一。该激光可以包括高亮度的泵浦来提高产生0.91微米辐射的跃迁。可以使用短脉冲，高峰值的功率振荡器以便于谐波发生器的操作。该蓝光源可以组合到三色投影或图像显示系统中。

Description

基于光纤中相互作用的蓝光激光器
技术领域
本发明一般涉及非线性光学。更具体地涉及产生用于三色激光源的蓝光。
背景技术
彩色显示系统常常依靠三种分离的光源来产生三原色光。然后能够变化这三色的强度并把它们混合起来就能产生彩色图像中各种不同的色彩。人眼对颜色的感知依赖于视网膜中三种不同类型细胞的响应。各种类型的细胞与电磁光谱的不同部分相对应。
对于特别用途的显示器或投影系统，“蓝光”的最佳波长大约是450nm(真空中)。这是一种由人眼真实感知的与纯蓝光相对的略带紫色的蓝色。“纯”蓝光通常由在大约460nm到大约480nm范围中的波长所表示出的特点。可以采用图1的色度图来解释使用450nm的原因。放在色度图上的所给定的三种颜色，只可能由把我点放在这三种颜色上而产生的三角内部中通过叠加颜色来产生。从图1中清楚地看出450nm的波长是理想的。基于470nm的显示系统将产生一种情况，即许多充分饱和的深紫色和红紫色在三角外侧，这样，不能进入显示系统。
能够输出红，绿，蓝三种颜色的单个激光器对投影显示器是有价值的。这类激光器的发展被在生产有足够功率程度用于显示器的蓝光这方面的困难所阻碍。一种现有的产生高功率蓝光的方法是采用工作在1064nm的Nd：YAG激光器。该激光器的输出由非线性晶体倍频到532nm。该倍频输出接着泵浦OPO。一个OPO输出波长接着与532nm光和频来产生蓝光。这样需要在两个分离的晶体中的两个非线性步骤来产生从红外激光来的蓝光。因为各个步骤需要晶体，并且仅有有限的效率，整个系统是昂贵而低效的。另外，Nd：YAG激光器需要水冷和谐振器结构，这增加了系统的复杂，体积和花费。
因此，红/绿/蓝显示器需要小型，有效和廉价的蓝光激光器。
目的和优点
因此，本发明的主要目的是为投影显示器提供蓝光源。本发明还有一个目的是提供比现有系统使用更少和较不严格对准元件的蓝光激光器。本发明的另外目的是提供只使用一种单晶体的蓝光源。摘要
这些目的和优点将通过用于产生蓝光的装置和方法以及有抑制不需要有的波长增益装置的光纤装置而得到。该装置通常包括光学耦合到光学谐波发生器的产生光的光纤装置。该光纤装置在足以使光谐波发生器工作的功率程度产生辐射。该光谐波发生器增加了一个辐射频率来产生蓝光输出辐射。该光纤装置可以是振荡器或放大器，诸如掺钕包层泵浦的光纤放大器。可以用高强度泵浦源泵浦该光纤装置来提高具有谐波为蓝光的辐射增益。为了可接受的效率，采用Nd：玻璃光纤的短波长跃迁，在基本上沿着光纤整个长度的泵浦功率较佳地保持在50瓦特/mm2以上。泵浦辐射的功率较佳的是大于大约100瓦特/mm2，更佳的是在大约500瓦特/mm2或在根据泵浦结构的在光纤入口处更大。
如果光纤装置是光纤放大器，振荡器可以任选地耦合到光纤放大器。该振荡器产生源辐射。该光纤放大器放大由振荡器产生的辐射。适宜的振荡器包括基于在钕：玻璃(Nd：Glass)，钕：钒酸盐(Nd：Vanadate，)Nd：YLF，和其它Nd材料和脉冲半导体激光器中跃迁的锁模激光器。
该光纤装置通常产生谐波频率落在可见光谱蓝光部分的红外辐射。该光学谐波发生器通过非线性谐波产生过程由红外光产生蓝光。该光纤装置可以包括抑制具有非蓝光谐波辐射增益的装置。这样的包括掺杂剂，光纤光栅，和二向色镜。在特定的实施例中，该增益抑制装置抑制在1.05μm的增益而不抑制在0.91μm的增益。
用于光学增益抑制的第一种替换装置包括一种光纤，其纤芯由包层包围并且在该包层和纤芯间设置有隧道(tunnel)包层。不需要的波长的光着光纤漏射出纤芯。这样该光纤对不需要的波长没有约束模式。用于光学增益抑制的第二种替换包括一种光纤，将它弯到某个弯曲半径，这样由不需要波长的弯曲衰减辐射导致了与波长有关的损耗。
该光纤装置和蓝光激光器装置找到了在三色光显示器作为光源的应用。基于本发明实施例的光源能够产生输出功率数量级为1瓦或更多的蓝光。
附图说明
图1示出了色度图，描述了颜色位置；
图2A描述了根据本发明第一实施例的蓝光激光器简化示意图；
图2B示出在图2A的激光器中使用的光纤的横截面示意图；
图3A示出常规光纤的折射率分布；
图3B-3C示出根据本发明实施例的使来自光纤纤芯的不希望有的波长受到排斥的折射率分布；
图4A示出盘绕光纤的衰减对弯曲波长的曲线示意图；
图4B示出一种结合到盘绕光纤的蓝光激光器光源并且抑制在不希望有的波长上抑制增益的实施例。以及
图5示出根据本发明第四个实施例的简化的显示器系统的示意图。
具体实施方式
虽然下面的详细描述包括了许多的实例以进行说明，任何普通技术人员都可以理解对下面详细描述的变化和改变都在本发明的范围内。因此，本发明下面的实施例并不影响所请求发明内容的一般性，也不对该发明内容加以限制。
在下面的讨论中，词“a”可以表示“一个或更多”，除非另有特别说明。为了下面的讨论，“蓝光”通常是指频率在大约6.7×1014Hz和6.3×1014Hz间的电磁辐射(在真空中波长大约430到480nm)。“绿光”是指频率在大约5.9×1014Hz和5.5×1014Hz之间的辐射(在真空中波长大约510nm到550nm)。“红光”是指在大约4.8×1014Hz到4.2×1014Hz之间的辐射(在真空中波长大约620到720nm)。1. 蓝光激光器
图2A示出根据本发明第一个实施例的蓝光激光器装置的简化示意图。该激光器200通常包括光学耦合到谐波发生器220的掺钕包层泵浦的产生光的光纤装置202。该光纤装置202可以包括光纤振荡器，光纤放大器或两个都包括。该谐波发生器220产生来自光纤装置202的光源辐射205的二阶或高阶谐波。该辐射源205的特点是其波长在真空中相当于蓝光。
在特定的实施例中，该光纤装置202包括光纤放大器210。该光纤放大器210接收来自振荡器230的表现为辐射源201形式的光能量。该光纤放大器210放大来自振荡器230的光功率到数量级为1瓦或更大的准级。例如，该谐波发生器220可以是将放大器210输出频率倍频来产生蓝光输出辐射203的二次谐波发生器。对于投影或显示器应用，该蓝光激光器较佳的特点是真空中大约440nm和大约460nm间的波长。例如，掺钕光纤放大器210将较佳地放大蓝光半谐波的辐射(0.91÷2＝0.455微米)。换句话说，谐波发生器220可以产生辐射光201的较高阶谐波，诸如三阶谐波等等来产生蓝光辐射。
该光纤放大器210通常包括有由掺钕玻璃制作的纤芯214的光纤212。图2B描述了光纤212的横截面示意图。光纤212通常包括由包层217围绕的纤芯214，包层217包括内部和外部包层分别为216和218。该包层216光学耦合到泵浦源240。该泵浦源240可以包括一个或更多的高功率泵浦二极管，例如，它在靠近0.80微米的波长处。因为在钕玻璃中跃迁的三能级特性，该泵浦源240较佳地产生泵浦辐射205，其强度为泵浦跃迁饱和强度的绝大部分，例如大约500瓦/mm2。这样的泵浦源240通常在这里称作高亮度泵浦源。
为了放大光辐射源201，可以使用通常称作“包层泵浦”的技术。在包层泵浦技术中，纤芯214较佳地是由多模内包层216包围的单模纤芯，而多模内包层216同样本身又再由外部包层218包围。该纤芯214通常掺钕(Nd)。从泵浦源注入到包层217中较为高功率的多模泵浦辐射信号205基本上在多模包层中被限制和传导。泵浦辐射205沿着多模内包层216并交叉着纤芯214透射。该掺钕纤芯214从泵浦辐射205吸收能量。该吸收能量在纤芯中跃迁成激光输出辐射203。
已知钕玻璃在0.91微米波长有增益，但其在1.05微米的增益较高。类似的情况存在于Nd：YAG激光器晶体中，其中在1.06微米的增益大于0.946微米的增益。需要抑制在1.05和1.06微米的增益，因为1.05微米和1.06微米辐射的二次谐波，也分别就是525nm和530nm辐射不是蓝光。为使在这些波长上的寄生振荡免于从放大器210抽出所有的能量来，在具有不是蓝我的二次谐波波长的增益抑制手段可能是必需的。
综上所述，使用诸如0.91微米钕玻璃跃迁的短波长的有效运作需要两个条件。第一个条件是光纤212有分配衰减手段，即对来自高增益，不希望有的，长波长跃迁的1.05微米辐射的衰减比其对来自所需的短波长跃迁的辐射要大得多。第二个条件是在接近800nm波长的泵浦辐射205的强度是比较高的。可接受的效率，使用钕玻璃光纤的短波长跃迁，在基本上沿着光纤的整个长度的泵浦强度较佳地保持在高于50瓦/mm2。由于光纤中的能量按指数地被吸收，并且对好的效率一般需要接近90％的吸收，如果泵浦略微205通过光纤212一次，则在光纤入口207处该泵浦辐射的能量最好大约是500瓦/mm2或更高。如果在光纤212远端209存在的泵浦辐射205被回复反射使得它回到光纤212中，所需的最小泵浦强度可以减小到大约250瓦/mm2。如果在光纤212两端使用相同的泵浦，泵浦辐射205的强度也可以被减小。通常，诸如泵浦源240的泵浦源产生足够的泵浦功率，这样在光纤212中的泵浦辐射205的强度为50瓦/mm2或更大，并且在光纤212的入口处强度大于或等于100瓦/mm2。
只有到最近，大于或等于大约100瓦/mm2的泵浦强度才能够实现。一种常供二极管泵激用的泵浦源是由加利福尼亚，San Jose SDL生产的SDL-3460-P6二极管。这个泵浦源从0.6mm直径孔径提供16瓦的功率。该泵浦强度，也就是，由功率被孔径面积除的功率等于57瓦/mm2。这对于钕玻璃光纤的短波长跃迁泵浦通常是不充分的，甚至使用两端泵浦和1.05微米跃迁的抑制。由德国Dortmund的LIMO公司提供了较新的光纤泵浦设计。这个二极管光源对具有来自0.2mm直径光纤的大约25瓦的功率。该相应的强度大约795瓦/mm2。这足以泵浦钕玻璃的短波长跃迁，甚至在单端泵浦中也是。
在使用钕玻璃短波长跃迁的激光器中，(例如910nm)在波长和泵浦强度间需要权衡。在有意义的波长宽度的三能级跃迁中，(诸如钕玻璃的短波长跃迁)较短的波长需要更强的泵浦源来取得增益，这是因为必需反转更大部分的原子来取得增益。在非常低的泵浦强度，例如50瓦/mm2或更少，只有在大于920nm的波长可能有增益。在900nm和920nm间的范围中取得的增益通常需要大约100瓦/mm2或更多。在更高泵浦强度能够得到甚至更短的波长。
如上所述，抑制在光纤装置中不希望有的长波长跃迁的增益常常是有用的并且有时是必需的。一种在不希望有的波长抑制增益的方法是通过在包层217中分配的杂质。例如该包层217可以包括吸收由4F3/2到4I11/2的原子跃迁所发射的辐射，其在真空中的相应波长对钕玻璃为1.05微米，对Nd：YAG是1.06微米。该杂质也较佳地对从4F3/2到4I9/2原子跃迁所发射的辐射是透明的，其相应波长对钕玻璃是0.91微米，在Nd：YAG中是0.946微米。这样的杂质包括诸如Yb3+，Dy3+，Pr3+，Tm3+和Sm3+和V3+离子。
可替换地，在不希望有的波长的增益可以通过光栅或镜子的装置来抑制。例如，光纤212可以有沿着光纤周期性变化的折射率n来形成光栅。通过适当改变光纤212的折射率，该光栅能够把某些波长的光反射出光纤而透射其它的波长。在光纤光栅中，n的一些最大点通常是由光纤中不希望有的光波长的约一半的距离所分开。该光栅通常在相对光纤轴的非法线入射方向对准。这样的光栅从光纤212的纤芯214反射不需要有的波长。光纤212也可以包括耦合到光纤端部的二向色镜。该镜抑制透射在例如1.05微米的不希望波长范围中的波长光，并且反射诸如0.91微米的其它波长光返回光纤。
在图3A-3C中描述了抑制不希望有的波长的第一种替换方法。该抑制不希望有的波长的替换方法基于这样的观察，即由包层包围的典型光纤纤芯常常在任意波长至少有一个约束模式。图3A描述了折射率n对离典型光纤中心的失径距离r的曲线图300。该纤芯区域302的折射率通常比包层区域304的高。在纤芯区域302和包层区域304间的分界面306发生了总的内部反射。但是，如果狭窄区域的折射率比包围纤芯区域302的包层区域304低，光会穿过隧道射出纤芯区域302。在这样的情况下在特定波长的光将没有约束模式。在图3B的图示310中示出了这种情况。在图3B中，光纤纤芯区域312由隧道包层区域313包围。包层区域314包围了隧道包层313和纤芯区域312。该纤芯的特点是折射率ncore和半径rc。该包层区域314的特点是折射率ncl和厚度tcl。该隧道包层区域313的特点是折射率n’和厚度t’。通常n’＜ncl＜ncore。这样的折射率分布有时称作“W”分布。在光纤中具有这种分布的辐射传播在由Michael Monerie所写的在IEEE Journal ofQuantum Electronics QE-18(1982)P525中的“Propagation in Doubly CladSingle-Mode Fibers”中作了详细描述，在这里引用此之及其参考资料合并使其完整。如果选择了ncore，ncl，n，rc’，tcl和t’，使得方均折射率<n2(r)><ncl 2，那么存在截止波长λc，于是比λc大的波长(真空中)光没有约束模式。高于λc的不希望有的波长将从沿着光纤散射出去，而低于λc的所需波长约束模式保留在光纤中。一般<n2(r)><ncl 2隧道包层区域313是足够厚的，但提供不希望有的波长的有效穿过隧道又是足够薄的。这样，通过适宜设计光纤折射率分布，在“W”分布中可能会有0.91μm＜λc＜1.05μm。对这样的光纤，1.05μm波长光将没有约束模式并且将沿着光纤传输出去波长0.91μm的光会有一个被光纤包含的约束模式。整个效果排斥了不希望有的1.05μm辐射而保留了所需的0.91μm辐射。
图3C的折射率分布320示出了使用三重包层光纤的这个实际应用的特定实施例。该光纤通常包括由隧道包层区域323包围的纤芯区域322。泵浦包层区域324包围了纤芯322和隧道包层323区域。外部包层区域326包围了纤芯322，隧道包层323和泵浦包层324区域。该纤芯的特征是折射率ncore和半径rc。该隧道包层区域323的特征是折射率n’和厚度t’。该泵浦包层区域324的特征是折射率npc和厚度tpc。外部包层的特征是折射率noc和厚度toc。外围包层由折射率大约1.0的空气包围。通常，n’＜npc＜ncore并且noc＜npc。这样的结构使得不希望有的辐射通过陷道射出纤芯区域322。在泵浦包层324和外部包层326间的分界面325的总内部反射提供了约束模式，它限制有纤芯区域322有效泵激的泵浦辐射。
这里，<n2(r)>定义为： < n 2 ( r ) > = 1 A &Integral; 0 pc rdr&theta; n 2 ( r )
其中，rpc表示离位于泵浦包层中的光纤轴的距离，A表示在轴的rpc中，光纤的横截面面积。例如，如果光纤有圆形横截面，则 A = &pi;rr pc 2 。该半径rpc通常大于少数几个不需要的波长。
图4A-4B中描述了抑制不希望有的波长的第二种替换的方法。该第二种方法取决于盘绕的光纤产生与波长有关的损耗的事实。图4A描述了对盘绕光纤的衰减对波长λ的关系图400。这里衰减按dB测量。当波长增加时，衰减突然提高。在衰减曲线中的突变升高402有效地把波长轴分为弱的衰减区域404和强的衰减区域406。它证明突变升高衰减区域402的位置以及由此的弱和强的衰减区域间的分界面依赖于盘绕光纤的弯曲半径。因此，通过适当弯曲盘绕光纤，该光纤可以衰减不需要的长波长但不衰减所需的较短的波长。例如，通过选择适当的弯曲半径，盘绕光纤可以设计为衰减1050nm(也就是1.05微米)辐射但不衰减910nm辐射(也就是0.91微米)。
图4B描述含有盘绕光纤以把不希望有的波长抑制光增益的蓝光激光器装置的示范实施例。该装置通常包括包层泵浦的光纤装置420。该光纤装置420通常包括盘绕在半径为R的芯轴上的光纤422。该芯轴半径424确定了抑制不希望有的波长的增益的弯曲半径，例如上述的1050nm。对红外光的增益抑制，R通常是10mm数量级。在Sakai等人在Applied Optics 17(1978)P.1499中详细讨论了通过弯曲光纤的辐射衰减，在这里引用合并使其完整。泵浦源410提供了用于光纤装置420的泵浦辐射。该泵浦源410光被学耦合到光纤422的包层来提供如上述关于图2B所述的泵浦。可选择光源412提供辐射到光纤422的纤芯。该光纤装置420可以耦合到谐振发生器430以产生蓝光辐射，例如通过倍频910nm的红外辐射。
这两个在不希望有的波长抑制增益的替换方法都依赖于增益抑制效应发生在比所需波长较长的波长的事实。另外，那些普通技术人员可以理解将图3B-3C中的隧道包层方法和图4中的弯曲方法结合起来可以提供衰减不需要有的波长而保留其它波长的方法。
返回图2A，谐波发生器220通常包括非线性晶体，这非线性晶体包括诸如铌酸锂(LiNbO3)，钽酸锂(LiTaO3)，硼酸锂(LiBO3)，铌酸钾，周期性极化(poled)铌酸锂(PPLN)，周期性极化钽酸锂(PPLT)，MgO：PPLN，KTP，PPKTP，RTA，BBO，或PPRTA。谐波发生器220可以是与光源辐射201的双光子相互作用的二次谐波发生器以产生输出辐射203的单个光子。例如，如果源辐射201有910nm波长，输出辐射203将有455nm的波长，而眼睛就感觉为蓝色。对于二次谐波的发生，一块给定的非线性晶体有特定的倍频系数，单位为输入功率的每瓦百分比。通常，输入功率越高，跃迁效率越高。输出辐射203的功率表现为输入辐射源201的功率的平方直到输入被明显耗尽的点。包括二次谐波发生器220的该材料晶轴必需在正确的方向，该晶体必需在正确的温度，该晶体在高输入功率下不能够损坏。其它的考虑约束了双晶体的选择，但是这在工艺上是公知的。那些普通技术人员将理解非线性晶体也可以用作三次谐波发生器来对光源辐射201三倍频，或可用作更高阶谐波发生器。
当光纤装置202包括诸如光纤放大器210的光纤放大器并且该放大器耦合到诸如振荡器230的振荡器时，有许多选择和约束。一种约束是该振荡器必需在正确的波长提供辐射源201，因为该放大器210通常不移动波长。另一种约束是在放大器210辐射中的平均功率较适宜在10mW数量级或更大，这样放大器210工作稳定，噪声低。另一种约束是振荡器必需有足够低的占空，这样在放大后的峰值功率对谐波发生器220中有效的非线性跃迁效率可以足够高。该振荡器230可以是例如短脉冲振荡器，它在0.91微米附近的波长为掺钕光纤放大器210提供红外辐射和几个毫瓦的功率。振荡器230的示范实施例包括加以脉冲的，低占空半导体激光器和锁模钕玻璃激光器或晶体激光器。低占空，短脉冲(例如＜100ps)振荡器通常为现有谐波发生器提供足够的峰值功率。
一种振荡器是工作在与钕玻璃光纤212有相同跃迁的锁模钕块状晶体或玻璃激光器。锁模激光器可以方便地得到峰值功率对平均功率比为1000。这样，1瓦平均功率的放大信号将有1千瓦峰值功率，这对于有效非线性跃迁是足够的。以前，锁模激光器难以维护和操作。这一般需要复杂的电子仪器和严格的机械误差。最近，要制作更简单，更稳定的“无源锁模”激光器已经成为可能。这样的“无源锁模”通常使用Nd：YLF，Nd：钒酸钇，或钕玻璃。这样的“无源锁模”激光器可以用作振荡器230。
振荡器230的另一种可用类型是调制半导体激光器。目前可达到的是波长为910nm的半导体激光器。一些这类激光器可以是电脉冲的以提供短达100微微秒(10-10秒)的脉冲，而保持平均功率近1mW，峰值功率近100mW。这样的功率级和占空度(duty cycle)在会把平均功率增加到大约10瓦并且将峰值功率增加到大约1KW的放大后接近于适合对蓝光的有效跃迁。半导体激光器技术的改进使这种方法对锁模激光器更有竞争力。
也可以使用外部调制半导体激光器作为振荡器200。半导体激光器例如，可以使用波导调制器进行外部调制。波导调制器比对半导体激光器自身的电脉冲调制更快。另外，波导调制器可以提供更好的稳定性。2.显示器的三色光源
根据本发明的第二个实施例，在图2A和2B中描述的蓝光激光器可以结合到三色光源中。虽然下面的说明描述了使用这样的光源来产生蓝光的一个特定的实施例，但是可以使用其它的蓝光激光器光源而不丧失一般性。
图5描述根据本发明第四个实施例的显示系统500的简化示意图。该系统500通常包括三色光源502，和光学耦合到光源502上的扫描装置506。该光源502产生如上所述的蓝色激光。通过任意适当的装置该光源502可以产生绿光和红光。该光源502可以替换地产生包括蓝色的三种或更多种颜色的其它颜色组合。
调制装置504调制红，绿，蓝光的强度产生不同的颜色。例如，从光源502发射的光可以分成三束分离的光束，通过使用波长选择光束分离器，各个光束相当于不同的颜色。在工艺上通过混合三种或更多种原色产生不同颜色是公知的。三束光的每一束可以分开调制并且接着重新合并起来形成输出光束508。
该扫描器506从调制过的输出光束508产生图像510。该扫描器可以耦合到光源502或调制器504。该扫描器在某种程度上具有产生常规的视频图像相同的特征，可以在两维横越屏幕512用光栅扫描来输出光束508。在光栅扫描系统中，该调制器504调制输出辐射的光束功率，并且一个高速扫描系统横越屏幕光光束。换言之，扫描器506可以逐行产生图像。逐行系统通过把光分布在调制器的线性列阵上，同时产生显示器的整个“线”。这个线接着横越屏幕512只在一个方向扫描。
工艺上的普通技术人员将清楚，上述实施例可以在不背离本发明范围的情况下用许多方法改变。本发明使用光纤放大器的实施例比竞争技术更有效，因为光纤放大器效率是非常高的。泵浦二极管的温度不十分重要，因为光纤放大器在泵浦波长有宽松的公差。本发明的该实施例可以在没有水冷时实施，这是因为更有效的系统散发较少的热量并且所允许的泵浦波长技术通常不需要精确的温度控制。另外，因为光纤可以卷紧成一个小的体积，所以基于光纤的系统可以制作得更紧致。
因此，本发明的范围由下面的权利要求和它们的合法的等价技术确定。

Claims (49)

1.一种产生蓝光的装置，其特征在于，包括：
a)产生第一个辐射的掺钕包层泵浦的光纤装置；和
b)光学谐波发生器，光学耦合到光纤装置来提高辐射的频率以产生蓝光输出辐射。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中光纤装置包括振荡器。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，其中振荡器产生谐波为蓝光的红外光，由此谐波发生器与红外光相互作用产生蓝光。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，其中红外光的波长大约0.91微米。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，其中蓝光波长大约0.455微米。
6.如权利要求2所述的装置，其特征在于，其中振荡器是锁模激光器。
7.如权利要求2所述的装置，其特征在于，其中振荡器是半导体激光器。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中光纤装置产生有足以使谐波发生器运行功率的第一个辐射。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中蓝光在真空中的波长在大约440nm和460nm之间。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中光纤装置包括钕玻璃光纤。
11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中该装置能够产生平均功率大约1瓦或更多的蓝光输出辐射。
12.如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中光纤装置包括放大第一辐射的光纤放大器。
13.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括在光纤装置中抑制不希望有的非蓝光的二次谐波波长光学增益的装置。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，其中该抑制光学增益的装置包括一个或更多的光学耦合到光纤放大器的光栅。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，其中一个或更多光栅的周期大约是光纤放大器中不希望有的辐射波长的一半。
16.如权利要求13所述的装置，其特征在于，其中该抑制光学增益的装置包括光学耦合到光纤装置的一个或更多的二向色镜。
17.如权利要求13所述的装置，其特征在于，其中光纤装置包括纤芯由包层围绕的光纤，其中抑制光学增益的装置包括在包层中分配的杂质，其中杂质吸收由4F3/2到4I11/2原子跃迁所发射的辐射。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，其中该杂质对由4F3/2到4I9/2原子跃迁所发射的辐射是透明的。
19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，其中该杂质包括从由Yb3+，Dy3+，Pr3+，Sm2+V3+和Sm2+构成的组中所选择的离子。
20.如权利要求13所述的装置，其特征在于，其中光纤装置包括一根光纤，其中有第一折射率的纤芯区域由有第二折射率的包层区域所包围，其中该抑制光学增益的装置包括设置在纤芯区域和包层区域之间的隧道包层区域。
21.如权利要求20所述的装置，其特征在于，其中选择隧道包层区域的厚度和折射率，使得不希望有的波长的辐射在光纤中没有约束模式而所需波长有约束模式。
22.如权利要求21所述的装置，其特征在于，其中不希望有的波长大约1.05微米。
23.如权利要求21所述的装置，其特征在于，其中所需波长大约0.91微米。
24.如权利要求20所述的装置，其特征在于，其中该隧道包层区域中的第三折射率小于第一和第二折射率。
25.如权利要求20所述的装置，其特征在于，其中该光纤装置进一步包括包围着包层区域的外部包层区域。
26.如权利要求25所述的装置，其特征在于，其中外部包层区域的折射率小于第二折射率。
27.如权利要求13所述的装置，其特征在于，其中光纤装置包括已被弯到一弯曲半径的光纤，由此依赖波长的损耗对不需要的波长抑制光学增益。
28.如权利要求27所述的装置，其特征在于，其中光纤装置包括围着芯轴卷绕的光纤。
29.如权利要求27所述的装置，其特征在于，其中不需要有的波长大约1.05微米。
30.如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中谐波发生器包括从铌酸锂(LiNbO3)，钽酸锂(LiTaO3)，硼酸锂(LiBO3)，铌酸钾，周期性极化(poled)铌酸锂(PPLN)，周期性极化钽酸锂(PPLT)，MgO：PPLN，KTP，PPKTP，RTA，BBO，和PPRTA构成的组中选取的材料。
31.如权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括：
(c)光学耦合到光纤装置第一末端处的第一泵浦源。
32.如权利要求31所述的装置，其特征在于，其中泵源源的强度在光纤装置的入口大约100W/mm2或更大。
33.如权利要求31所述的装置，其特征在于，进一步包括在光纤装置的第二端将泵浦辐射回反射到第一装置的装置。
34.如权利要求31所述的装置，其特征在于，进一步包括耦合到光纤装置第二端处的第二泵浦源。
35.如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中该装置产生功率大于或等于1瓦的蓝光输出辐射。
36.一种图像显示装置，其特征在于，包括：
a)产生第一辐射的掺钕包层泵浦光纤装置；
b)光学耦合到光纤装置的光学谐波发生器，提高辐射频率来产生蓝光输出辐射；
c)产生绿光和红光的装置；
d)调制红，绿和蓝光强度的装置；和
e)扫描红，绿和蓝光以形成图像的装置。
37.一种产生蓝光的方法，其特征在于，包括：
a)用掺钕包层泵浦光纤装置产生红外光；和
b)将红外光的一个频率倍频来产生蓝光。
38.如权利要求37所述的方法，其特征在于，进一步包括：
c)在一个红外光的不希望有的频率抑制增益。
39.如权利要求37所述的方法，其特征在于，其中蓝光在真空中的波长在大约440nm和大约460nm之间。
40.如权利要求37所述的方法，其特征在于，进一步包括光纤装置中抑制不希望有的非蓝光的二次谐波波长光学增益。
41.如权利要求40所述的方法，其特征在于，其中光纤装置包括一根光纤，其纤芯由包层包围，其中光学增益通过在包层中分配的杂质抑制。
42.如权利要求41所述的方法，其特征在于，其中该杂质吸收由4F3/2到4I11/2原子跃迁所发射的辐射。
43.如权利要求41所述的方法，其特征在于，其中杂质对由4F3/2到4I9/2原子跃迁所发射的辐射是透明的。
44.如权利要求43所述的方法，其特征在于，其中该杂质包括从由Yb3+，Dy3+，Pr3+，Tm2+，Sm3+，和V3+构成的组中所选择的离子。
45.如权利要求37所述的方法，其特征在于，其中光纤装置包括一根光纤，光纤有纤芯，并且由包围纤芯的隧道包层抑制不希望有的波长的光学增益。
46.如权利要求45所述的方法，其特征在于，其中有不希望有的波长的辐射通过隧道包层漏射出纤芯。
47.如权利要求37所述的方法，其特征在于，其中光纤装置包括光纤，并且不希望有的波长的光学增益通过弯曲该光纤抑制。
48.如权利要求37所述的方法，其特征在于，其中光纤装置包括光纤并且在光纤中的泵浦辐射强度大于50瓦/mm2。
49.如权利要求37所述的方法，其特征在于，其中光纤装置包括光纤并且在光纤入口处的泵源辐射强度大于100瓦/mm2。
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