SK7096Y2 - Spôsob zvyšovania intenzity žiarenia laserového zväzku modrej oblasti spektra pomocou spájania laserových zväzkov - Google Patents
Spôsob zvyšovania intenzity žiarenia laserového zväzku modrej oblasti spektra pomocou spájania laserových zväzkov Download PDFInfo
- Publication number
- SK7096Y2 SK7096Y2 SK50143-2013U SK501432013U SK7096Y2 SK 7096 Y2 SK7096 Y2 SK 7096Y2 SK 501432013 U SK501432013 U SK 501432013U SK 7096 Y2 SK7096 Y2 SK 7096Y2
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- laser
- laser beams
- laser beam
- wavelength
- beams
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4012—Beam combining, e.g. by the use of fibres, gratings, polarisers, prisms
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
- G02B27/141—Beam splitting or combining systems operating by reflection only using dichroic mirrors
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
- G02B27/283—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
- H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/32308—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm
- H01S5/32341—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm blue laser based on GaN or GaP
Abstract
Uvedený spôsob spájania viacerých laserových zväzkov do jedného laserového zväzku (VZ) spája štyri laserové zväzky laserov (DL1), (DL2), (DL3) a (DL4) s dvomi rôznymi vlnovými dĺžkami a dvomi rovinami polarizácie pomocou polarizačných kociek (PK1), (PK2) a dichroického filtra (DF). Technické riešenie môže nájsť využitie pri konštrukcii laserov s intenzívnym laserovým zväzkom a kvalitným prierezom zväzku. Lasery s týmito vlastnosťami sú určené najmä na vedecké účely, ako zdroje svetla v laserových projektoroch, laserovej televízii a laserovej grafike.
Description
Oblasť techniky
Uvedené technické riešenie sa týka spájania viacerých modrých laserových zväzkov pomocou polarizačných kociek a dichioického filtra do jedného laserového zväzku.
Doterajší stav techniky
V súčasnosti sa pri zvyšovaní intenzity žiarenia laserového zväzku jednej farby využívajú nasledovné prístupy:
1. Zosilnenie čerpania: zväčšovanie hustoty energie v aktívnom prostredí vedie k zosilneniu generácie laserového žiarenia, ale aj k zvýšeniu teploty aktívneho prostredia. Pri istej hodnote hustoty energie v aktívnom prostredí nastáva stav nasýtenia, kedy už zväčšovanie hustoty energie nevedie k zosilneniu generácie.
2. Laserová matica: viacero laserových zväzkov usporiadaných rovnobežne blízko seba v jednom smere tvorí laserovú maticu. V dostatočnej vzdialenosti od zdrojov žiarenia sa kvôli rozbiehavosti zväzky spoja do jedného zväzku. Prierez vzniknutého zväzku má pomerne nízku kvalitu.
3. Polarizačná kocka: pomocou polarizačnej kocky sa dajú spojiť dva laserové zväzky s navzájom kolmou rovinou polarizácie dopadajúce na kocku z rôznych smerov do jedného laserového zväzku s intenzitou žiarenia rovnou súčtu intenzít vstupujúcich zväzkov.
4. Dichroický filter: dichroický filter odráža špecifické pásmo vlnových dĺžok a zvyšok žiarenia prepúšťa. Týmto spôsobom je možné spojiť dva laserové zväzky tak, že jeden zo zväzkov sa odráža od jednej strany filtra a druhý zväzok s vlnovou dĺžkou mimo odrazného pásma filtra dopadá na filter z opačnej strany a po prechode filtrom sa spája s prvým zväzkom. Odrazné pásmo dichroického filtra zvyčajne nie je dostatočne úzke na spájanie zväzkov s rozdielom vlnových dĺžok menším ako 20 nm.
Podstata technického riešenia
Podstata technického riešenia spočíva v tom, že sa spájajú štyri laserové zväzky diódových laserov z modrej oblasti vlnových dĺžok pomocou kombinácie dvoch polarizačných kociek a jedného dichroického filtra do jedného laserového zväzku. Zo štyroch laserových zväzkov dve dvojice zväzkov majú navzájom rozdielnu vlnovú dĺžku, pričom v každej dvojici sa nachádzajú zväzky s rovnakou vlnovou dĺžkou a navzájom kolmou rovinou polarizácie. Vlnová dĺžka žiarenia spájaných zväzkov leží v oblasti vlnových dĺžok 440 až 470 nm, pričom vlnová dĺžka žiarenia jednej z dvojíc zväzkov je menšia ako 450 nm a vlnová dĺžka žiarenia druhej dvojice zväzkov je väčšia ako 460 nm.
Zväzky s rovnakou vlnovou dĺžkou a rôznou polarizáciou sú spájané pomocou polarizačných kociek. Vzniknuté dva nepolarizované zväzky s rozdielnymi vlnovými dĺžkami sa spájajú pomocou špeciálneho dichroického filtra tak, že jeden zo zväzkov sa odráža od jednej strany filtra a druhý zväzok s vlnovou dĺžkou mimo odrazného pásma filtra dopadá na filter z opačnej strany a po prechode filtrom sa spája s prvým zväzkom.
Keďže poloha a tvar nábehovej a spádovej hrany odrazného pásma filtra na osi vlnových dĺžok závisí aj od uhla dopadu žiarenia na filter, otáčaním filtra vzhľadom na dopadajúce zväzky sa dá jemne dolaďovať poloha odrazného pásma. Týmto spôsobom je odrazné pásmo nastavené tak, aby filter odrážal žiarenie s vlnovou dĺžkou menšou ako 450 nm a prepúšťal žiarenie s vlnovou dĺžkou väčšou ako 460 nm.
Viacero optických systémov zhodných s opísaným systémom je možné kombinovať tak, že ich výstupné laserové zväzky tvoria laserovú maticu. Napr. minimálne dva výstupné laserové zväzky a pochádzajúce z minimálne ôsmich modrých diódových laserov sú usporiadané v priestore rovnobežne tak, že tvoria laserovú maticu.
Hlavná výhoda technického riešenia spočíva v tom, že plynulo spája štyri laserové zväzky, čím sa dosahuje vysoká intenzita žiarenia a kvalita výsledného laserového zväzku. Uvedené riešenie je výhodné najmä na zvyšovanie intenzity zväzkov diódových laserov, pretože v uvedenej oblasti vlnových dĺžok diódové lasery nemajú dostatočnú intenzitu potrebnú pre mnohé aplikácie.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Na obrázku 1 je znázornený spôsob spájania štyroch laserových zväzkov do jedného laserového zväzku.
Na obrázku 2 je znázornený spôsob spájania ôsmich laserových zväzkov do dvoch rovnobežných lase2 rových zväzkov, ktoré tvoria laserovú maticu.
Príklady uskutočnenia
Príklad 1
Obrázok 1 znázorňuje spôsob spájania štyroch laserových zväzkov do jedného laserového zväzku VZ. Žiarenie diódových laserov DL1 a DL2 má väčšiu vlnovú dĺžku ako žiarenie laserov DL3 a DL4. Žiarenie laserov DL1 a DL3 je polarizované v horizontálnej rovine a je označené šípkami. Žiarenie laserov DL2 a DL4 je polarizované vo vertikálnej rovine a je označené čiernymi bodmi. Pomocou polarizačnej kocky PKi sa zväzok lasera DL1 po odraze od zrkadla Z1 spája so zväzkom lasera DL2 do jedného nepolarizovaného zväzku LZ1. Podobne sa pomocou polarizačnej kocky PK2 zväzok lasera DL3 po odraze od zrkadla Z2 spája so zväzkom lasera DL4 do zväzku LZ2. Vzniknuté nepolarizované zväzky LZ1 a LZ2 s rôznymi vlnovými dĺžkami sa spájajú do jedného zväzku VZ pomocou dichroického filtra DF.
Príklad 2
Obrázok 2 znázorňuje dva optické systémy S1 a S2 oddelené prerušovanou čiarou, ktoré sú zhodné so systémom opísaným v prvom príklade uskutočnenia. Obidva optické systémy obsahujú identické optic ké prvky plniace rovnaké funkcie ako optické prvky v systéme opísanom v prvom príklade uskutočnenia. Systémy sú usporiadané tak, že výstupné zväzky obidvoch systémov VZ1 a VZ2 sú v priestore usporiadané rovnobežne blízko seba a tvoria tak laserovú maticu.
Priemyselná využiteľnosť
Uvedené technické riešenie môže nájsť využitie pri konštrukcii laserov s intenzívnym laserovým zväzkom a kvalitným prierezom zväzku. Lasery s týmito vlastnosťami sú určené najmä na vedecké účely ako zdroje svetla v laserových projektoroch, laserovej televízii a laserovej grafike.
NÁROKY NA OCHRANU
Claims (4)
1. Spôsob zvyšovania intenzity žiarenia laserového zväzku v modrej oblasti spektra pomocou spájania laserových zväzkov, vyznačujúci sa tým, že sa spájajú štyri laserové zväzky diódových laserov (DL1), (DL2), (DL3) a (DL4) tak, že sa laserový zväzok lasera (DL1) spája pomocou polarizačnej kocky (PK1) s laserovým zväzkom lasera (DL2) do laserového zväzku (LZ1), pričom zväzky laserov (DL1) a (DL2) majú rovnakú vlnovú dĺžku a navzájom kolmú rovinu polarizácie, a laserový zväzok lasera (DL3) sa spája pomocou polarizačnej kocky (PK2) s laserovým zväzkom lasera (DL4) do zväzku (LZ2), pričom zväzky laserov (DL3) a (DL4) majú rovnakú vlnovú dĺžku, ktorá je rozdielna od vlnovej dĺžky laserových zväzkov laserov (DL1) a (DL2), a navzájom kolmú rovinu polarizácie, a takto vzniknuté dva nepolarizované laserové zväzky (LZ1) a (LZ2) sa spájajú do jedného laserového zväzku (VZ) pomocou dichroického filtra (DF) tak, že jeden z laserových zväzkov (LZ1) a (LZ2) sa odráža od jednej strany dichroického filtra (DF) a druhý laserový zväzok s vlnovou dĺžkou mimo odrazného pásma dichroického filtra (DF) dopadá na dichroický filter (DF) z opačnej strany a po prechode dichroickým filtrom (DF) sa spája s prvým zväzkom.
2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že vlnová dĺžka žiarenia spájaných laserových zväzkov laserov (DL1, (DL2), (DL3) a (DL4) leží v oblasti vlnových dĺžok 440 až 470 nm, pričom vlnová dĺžka žiarenia jednej z dvojíc laserových zväzkov, (DL1) a (DL2) je menšia ako 450 nm a vlnová dĺžka žiarenia druhej z dvojíc laserových zväzkov, (DL3) a (DL4) je väčšia ako 460 nm.
3. Spôsob podľa nárokov 1 a 2, vyznačujúci sa tým, že poloha a tvar nábehovej a spádovej hrany odrazného pásma dichroickýckého filtra (DF) na osi vlnových dĺžok je upravená pomocou presného nastavenia uhla dopadu laserových zväzkov (LZ1) a (LZ2) na dichroický filter (DF).
4. Spôsob podľa nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že minimálne dva výstupné laserové zväzky (VZ1) a (VZ2) vytvorené z minimálne ôsmich modrých laserových zväzkov diódových laserov (DL1) až (DL8) sú usporiadané v priestore rovnobežne tak, že tvoria laserovú maticu.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SK50143-2013U SK7096Y2 (sk) | 2013-12-13 | 2013-12-13 | Spôsob zvyšovania intenzity žiarenia laserového zväzku modrej oblasti spektra pomocou spájania laserových zväzkov |
| EP14197772.8A EP2889969A1 (en) | 2013-12-13 | 2014-12-12 | Method for increasing intensity radiation of blue laser beam by combination of laser beams |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SK50143-2013U SK7096Y2 (sk) | 2013-12-13 | 2013-12-13 | Spôsob zvyšovania intenzity žiarenia laserového zväzku modrej oblasti spektra pomocou spájania laserových zväzkov |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SK501432013U1 SK501432013U1 (sk) | 2014-09-04 |
| SK7096Y2 true SK7096Y2 (sk) | 2015-05-05 |
Family
ID=51419803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SK50143-2013U SK7096Y2 (sk) | 2013-12-13 | 2013-12-13 | Spôsob zvyšovania intenzity žiarenia laserového zväzku modrej oblasti spektra pomocou spájania laserových zväzkov |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2889969A1 (sk) |
| SK (1) | SK7096Y2 (sk) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110867721A (zh) * | 2019-12-02 | 2020-03-06 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种激光器 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04110916A (ja) * | 1990-08-31 | 1992-04-13 | Sony Corp | 半導体レーザ用合波装置 |
| US9014220B2 (en) * | 2011-03-10 | 2015-04-21 | Coherent, Inc. | High-power CW fiber-laser |
| JP5842162B2 (ja) * | 2011-03-23 | 2016-01-13 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 光源装置及びそれを用いた画像表示装置 |
| CN203217229U (zh) * | 2013-03-01 | 2013-09-25 | 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 | 一种发光装置及投影系统 |
-
2013
- 2013-12-13 SK SK50143-2013U patent/SK7096Y2/sk unknown
-
2014
- 2014-12-12 EP EP14197772.8A patent/EP2889969A1/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2889969A1 (en) | 2015-07-01 |
| SK501432013U1 (sk) | 2014-09-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9519151B2 (en) | Optical multiplexer and transmitter optical subassembly | |
| US9596034B2 (en) | High brightness dense wavelength multiplexing laser | |
| US11784465B2 (en) | Semiconductor laser beam combining device | |
| US9348157B2 (en) | Optical module outputting polarization combined optical beam | |
| CN102141683B (zh) | 光束整形方法和装置及激光显示光源模组和设备 | |
| CN105319819A (zh) | 发光装置及投影系统 | |
| US10401635B2 (en) | Laser array beam combiner | |
| US10048576B2 (en) | Laser light source and projection display device | |
| US9645315B2 (en) | Multiplexer | |
| CN103747221B (zh) | 激光投影设备 | |
| JP2021501364A (ja) | 光サーキュレータ | |
| CN106338836B (zh) | 光纤激光非对称补偿光谱合成装置 | |
| JP7454631B2 (ja) | 二光三色光学系及びそのサイト | |
| CN203942144U (zh) | 一种改善半导体激光器光谱合束光束质量的装置 | |
| CN102156352B (zh) | 光束整形方法和装置及激光显示光源模组和设备 | |
| US9110262B2 (en) | Single-fiber subassembly | |
| CN111613969B (zh) | 半导体激光合束装置 | |
| CN101242075B (zh) | 一种光学结构及其应用 | |
| CN106324958A (zh) | 一种荧光转换系统 | |
| SK7096Y2 (sk) | Spôsob zvyšovania intenzity žiarenia laserového zväzku modrej oblasti spektra pomocou spájania laserových zväzkov | |
| CN100561296C (zh) | 激光互注入组束耦合器 | |
| CN105190433B (zh) | 投射型影像显示装置 | |
| CN112260063B (zh) | 一种半导体激光器单管空间合束装置 | |
| JPWO2018216216A1 (ja) | 光合波器 | |
| CN201118092Y (zh) | 多路组束光纤激光器 |