TWI790390B - 雷射光源及具有雷射光源之雷射投影器 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種雷射光源(1)，其包括：至少一非線性光學媒體(3)，特定言之，一非線性晶體；及至少一幫浦雷射源(2)，其用於產生一幫浦雷射光束(5)以藉由參量降頻轉換來形成該非線性光學媒體(3)中之一信號光束(7)及一閒頻光束(8)。該雷射光源(1)包括：至少一晶種光源(4)，其用於產生具有比該幫浦雷射光束(5)之同調長度小之同調長度之一晶種信號光束(7')及/或一晶種閒頻光束；及至少一疊加裝置(16)，其用於使該晶種信號光束(7')及/或該晶種閒頻光束與該幫浦雷射光束(5)疊加以共同耦合至該非線性光學媒體(3)中。本發明亦係關於一種具有此一雷射光源(1)之雷射投影器。

Description

雷射光源及具有雷射光源之雷射投影器
本發明係關於一種雷射光源，其包括：至少一非線性光學媒體，特定言之，一非線性晶體；及至少一幫浦雷射源，其用於產生一幫浦雷射光束以藉由參量降頻轉換來形成該非線性光學媒體中之一信號光束及一閒頻光束。
本發明亦係關於一種具有此一雷射光源之雷射投影器。
產生具有高強度、色彩逼真度、集中度及適合同調性之光源尤其有利於視覺化應用，諸如投影器。對於視覺化應用(尤其是投影器)，通常使用產生非同調光之光源，例如燈或LED。但此等光源之強度、色彩逼真度及光束集中度具有缺點。雷射光源在所有此等態樣上均有優勢，但其發射強同調光，強同調光在一雷射投影器之應用中導致所謂之斑點雜訊(即，一粒度干涉效應)以實質上降低影像品質。斑點雜訊不僅發生於雷射投影器中，且亦發生於使用雷射光源來成像或量測之各處中，諸如在干涉量測技術中。
已知用於減少雷射光之同調性之不同程序：例如，雷射光可在其用於投影之前經受一光學濾波。然而，用於此目的之光學濾波器一般需要大量安裝空間。因此，已在文獻中探索若干替代程序來應對雷射投影器中之斑點問題。F.Riechert之論文「Speckle Reduction in Projection Systems」(Univ.of Karlsruhe，2009)提供一調查。此等方法之目標係依一非同調方式(即，基於強度)疊加彼此獨立(即，去相關)之斑點圖案。
在WO 2006/105259 A2中，描述一種用於操作一多色雷射源(其具有含半導體雷射之陣列)來產生具有不同色彩之光的系統及方法。一特定陣列之個別發射器或半導體雷射基本上非同調(例如具有不同相位)發射以抑制斑點雜訊。亦可執行由半導體雷射發射之雷射輻射之一光譜展寬以減少斑點雜訊。一非線性頻率轉換器可下游連接至一或多個陣列以將一輸入頻率轉換為具有一不同色彩之一輸出頻率。此一非線性頻率轉換器可產生(例如)一綠色輸入頻率至一紅色輸出頻率之一參量降頻轉換(PDC)。非線性頻率轉換器可位於一各自個別雷射發射器之一(外部)諧振器內或此一諧振器外。就非線性頻率轉換而言，需要可由(例如)一光纖或一非線性晶體實施之一非線性媒體。此一雷射光源之非線性晶體依使得一PDC程序發生於雷射作用晶體中之一方式調諧至一各自雷射發射器之幫浦雷射光束之波長。PDC程序係基於由具有非線性媒體之同調幫浦雷射源產生之幫浦雷射光束之非線性交互作用。此交互作用產生兩個新光場，其等在本申請案中一般稱為信號光束及閒頻光束。信號光束及閒頻光束使幫浦雷射光束之能量ωP及動量kP守恆，即，就能量而言，吾人使ωP=ωS+ωI，其中ωS表示信號光束之能量且ωI表示閒頻光束之能量。因此，就幫浦雷射光束之動量k P 而言，吾人使信號光束之動量k S 及閒頻光束之動量k I 為：k P =k S +k I 。
在WO 2006/12911 A2中，描述一種光學諧振器，其可用作為用於減少斑點雜訊之一降頻轉換雷射。為此，可使用使雷射源之輻射朝向較長波長移位之一降頻轉換材料。光學諧振器放大多模式操作，使得降頻轉換材料發射一光譜展寬可見輻射。光學諧振器亦可包括具有配置於兩個波導層之間的一升頻轉換層之一波導雷射。
EP 0 728 400 B1描述一種用於產生用於表示彩色視訊影像 之不同波長之至少三個雷射光束之方法及裝置。在裝置中，一脈衝雷射之輸出作為一激發光束傳遞至具有非線性光學特性之一媒體。在一實例中，一非線性晶體配置於一光學參量振盪器(OPO)中。OPO產生一信號光束及一閒頻光束，其等視情況在一頻率轉換之後與激發光束一起用於表示一彩色視訊影像之單色部分影像。非線性晶體之溫度可由一調節裝置調整以選擇晶體中所產生之雷射光束之波長或穩定OPO。為了穩定，可使用信號光束、閒頻光束之光強度或兩個光束之強度之一組合。
WO 2011/071921 A2描述一種去斑點裝置，其藉由一光纖中之受激拉曼(Raman)散射來減少斑點。在其中紅光及藍光由一OPO自綠光產生之三色雷射投影器中，提出將去斑點裝置僅用於綠光，因為由於OPO中之光譜展寬，紅光及藍光自然僅具有一輕微斑點雜訊。
WO 2011/050223 A1描述用於操作一波長轉換光源來減少斑點之方法，其中具有一基諧波長之一幫浦雷射光束在一波長轉換裝置中變換為一經波長轉換之輸出雷射光束。波長轉換裝置之一物理性質(諸如其溫度)在個別時間間隔(其持續時間小於一光學偵測器(諸如人眼)之積分時間)期間改變。
WO 2011/146301 A1描述一種具有一光源之光學系統，光源產生具有至少兩個基諧光譜峰值之一幫浦光束。在一波長轉換裝置中自幫浦光束產生兩個光譜峰值之一和頻以形成具有三個頻率轉換光譜峰值之一輸出光束。
WO 2013/034813 A2描述一種用於產生一第二諧波之裝置，其具有一波長轉換裝置以將入射光變換為具有一較小波長之出射光。波長轉換裝置可具有一非線性、週期性極化晶體以提高波長轉換之效率。非線性晶體可包括一光源之光經由一透鏡耦合至其中之一波導。波長轉換裝置可具有一繞射光柵以將光之一部分反射回光源用於波長穩定。
本發明之目的
本發明之一第一態樣係基於提供一雷射光源之目的，其中調整或可調整形成於非線性媒體中之信號光束及/或閒頻光束之同調長度。本發明之一第二態樣係基於儘可能高效率利用幫浦雷射源之幫浦雷射輻射之目的。
本發明之標的
根據第一態樣，由上述種類之一雷射光源實現此目的，該雷射光源進一步包括：至少一晶種光源，其用於產生具有比該幫浦雷射光束之同調長度小之同調長度的一晶種信號光束及/或一晶種閒頻光束；及至少一疊加裝置，其用於使該晶種信號光束及/或該晶種閒頻光束與該幫浦雷射光束疊加以共同耦合至該非線性光學媒體中。
在本發明之第一態樣中，提出使用至少一晶種光源，其產生一晶種信號光束及一晶種閒頻光束，該晶種信號光束及該晶種閒頻光束之發射光譜使信號光束之信號波長及閒頻光束之閒頻波長守恆或實質上與其等一致。歸因於使用晶種光源，可增加非線性媒體對晶種光束及/或閒頻光束之放大(居量反轉)。若晶種光源係一可中斷光源，則根據本發明之雷射光源之同調性或更精確而言，同調長度可在此情況中至少切換於兩個狀態之間(接通或切斷晶種光源)。
根據本發明之雷射光源(其係基於參量降頻轉換之程序)無需機械功能組件且因此可小型化。可藉助於晶種光源將非同調或部分同調晶種輻射耦合至非線性光學媒體中來調整所產生之信號光束及閒頻光束之同調長度。另外，歸因於參量降頻轉換，可破壞由雷射光源產生之雷射光束之同調性，因為僅信號光束或僅閒頻光束形成雷射光源之有用雷射光束。此利用以下事實：即使信號光束及閒頻光束由於其等產生於非線性媒體中之共同程序而具有強相關性，但閒頻光束及信號光束本身具有熱光源 之波動行為。此等波動足夠快以幾乎完全消除斑點雜訊。因此，根據本發明之雷射光源適合於在(例如)資料眼鏡、抬頭顯示器中產生明亮、無斑點投影以用於微影中之微晶片曝光及顯微鏡中之成像方法(用於照明)。由於可調同調性，根據本發明之光源亦可用於產生全像或用於其他光學應用(參閱下文)。
疊加裝置可經設計以依共線(空間)方式疊加晶種信號光束及/或晶種閒頻光束以沿一共同光束路徑將其等傳遞至非線性媒體。就共線疊加而言，可(例如)使用二向色分光器，其反射晶種信號光束(或閒頻信號光束)之偏振方向且透射幫浦雷射光束之偏振方向，或反之亦然。
當然，亦可使用一不同光學裝置作為疊加裝置以可共線疊加幫浦雷射光束及晶種信號光束或閒頻信號光束，同時利用兩個光束之至少一不同性質。例如，可利用幫浦雷射光束及晶種或閒頻信號光束之不同波長來實現疊加(例如藉助於一繞射光柵或其類似者)。
在一有利實施例中，雷射光源包括用於控制耦合至非線性光學媒體中之晶種信號光束、晶種閒頻光束及/或幫浦雷射光束之功率的(至少)一控制裝置。該控制裝置可經設計以調整晶種光源及/或幫浦雷射源之功率以依此方式影響或調整自非線性媒體耦合出之信號光束及/或閒頻光束之同調性。為調整耦合至非線性媒體中之晶種信號光束及/或晶種閒頻光束之功率，未必完全使用具有一可調功率之一晶種光源。替代地或另外，可使用一可調光學濾波器來完成一(光學)濾波以調整耦合至非線性媒體中之晶種信號光束及/或晶種閒頻光束之功率。此同樣適用於幫浦雷射源之功率調整。
在另一實施例中，晶種光源選自包括LED、超發光二極體及雷射二極體之群組。儘管一LED通常具有使得自晶種光源出射之輻射被視作非同調之一大同調長度，但超發光二極體係不具有一諧振器之一雷射二極體。因此，一超發光二極體組合一雷射二極體之亮度與LED之低同調 性(長度)，其相當於由超發光二極體發射比由一雷射二極體發射之雷射輻射寬的一輻射頻寬。呈雷射二極體之形式之晶種光源可尤其為一多模式雷射二極體。由此一多模式雷射二極體產生之晶種信號光束或晶種閒頻光束亦具有比由呈(例如)一單模式雷射二極體之形式之一幫浦雷射源產生之一幫浦雷射光束小之一同調長度。
在一實施例中，為產生一幫浦雷射光束，幫浦雷射源經設計有小於460nm之一幫浦波長。當使用雷射光源用於投影時，幫浦雷射源之幫浦波長不應被選擇為較大，因為在非線性媒體中之參量降頻轉換期間，經轉換之輸出波長大於幫浦雷射光束之幫浦波長。當一幫浦波長係(例如)450nm或更小(例如約375nm或更小)時，可藉由參量降頻轉換來產生三個基本色：藍色(約420nm至約470nm之間)、綠色(約520nm至約540nm之間)及紅色(約635nm至約780nm之間)。為產生具有藍色、綠色及紅色波長範圍內之波長之三個信號光束或閒頻光束，可使用三個幫浦雷射源，未必使用相同幫浦波長。亦可藉助於一單一幫浦雷射源在三個非線性媒體上分裂幫浦雷射光束來完成產生具有不同波長之三個信號光束或閒頻光束。亦可串列產生具有不同波長之三個信號或閒頻光束，如下文將進一步描述。
在另一實施例中，幫浦雷射源包括一固態雷射，尤其是一二極體雷射或一雷射二極體。二極體雷射可連續(cw)或脈衝操作。在二極體雷射之一脈衝操作中，可選擇比cw注入電流大之一注入電流，其傳遞至二極體雷射以產生幫浦雷射光束用於個別脈衝，即，加過脈衝於二極體雷射。在平均時間內，由於脈衝中止而在過脈衝期間產生實質上對應於cw注入電流之一注入電流。
在另一實施例中，雷射光源另外包括一光學隔離器以保護幫浦雷射源免受背反射。光學隔離器可為(例如)一法拉第(Faraday)旋轉器或另一種光學隔離器，其防止背反射幫浦雷射光束之一部分耦合至幫浦雷 射源或更精確而言，二極體雷射中。
在另一實施例中，非線性媒體配置於幫浦雷射光束之一幫浦波長之一諧振器，特定言之，一光學參量振盪器內。在此情況中，幫浦雷射源可使用一外部諧振器來操作，該外部諧振器之端鏡配置於非線性光學媒體後面之幫浦雷射光束之光束路徑中。在此情況中，幫浦雷射光束自其出射之二極體雷射之琢面具有一抗反射塗層，其具有(例如)小於2%之一反射率，使得背反射幫浦雷射輻射在儘可能最大溫度及波長範圍內依穩定幫浦波長發射(鎖定範圍)。
除使用一外部諧振器之外，諧振器之另一端鏡可配置於非線性光學媒體前面之幫浦雷射光束之光束路徑中以將幫浦雷射光束之部分(其反射於配置於非線性光學媒體後面之幫浦雷射光束之光束路徑中之端鏡處)反射回非線性光學媒體中。在此情況中，具有兩個端鏡之非線性光學媒體通常形成一光學參量振盪器。兩個端鏡可尤其以高度反射塗層之形式實現，該高度反射塗層位於呈可具有一波導(參閱下文)之一非線性晶體之形式之非線性光學媒體之端面上。
在此情況中，非線性晶體形成用於提高幫浦雷射光束之功率之一諧振器。可依此方式顯著增加非線性光學晶體內之幫浦雷射光束之強度且可減少歸因於自非線性晶體出射之幫浦雷射光束之未轉換功率分率的損耗。光學參量振盪器通常僅諧振幫浦波長，且不諧振信號光束之信號波長或閒頻光束之閒頻波長。因此，充當端鏡之兩個反射塗層僅高度反射幫浦波長且不反射信號波長或閒頻波長。
在一替代實施例中，幫浦雷射光束單次或兩次(可能多次，即，非線性光學媒體不配置於具有用於幫浦波長之兩個端鏡之一諧振器內)通過非線性媒體。在單次通過非線性光學媒體期間，幫浦雷射輻射產生一非同調或部分同調信號光束或閒頻光束。可進一步利用在通過非線性光學媒體期間未轉換為信號光束或閒頻光束之幫浦雷射光束之一功率分率 之功率，如下文將進一步更詳細描述。若幫浦雷射光束兩次通過非線性媒體，則幫浦雷射光束可(例如)在反射幫浦波長之一塗層(其沈積於背向幫浦雷射源之非線性媒體之一側上)上反射回非線性媒體中，且其將在二次通過之後反向傳播至此幫浦雷射源，除非提供一光學隔離器來防止此傳播(參閱下文)。
由於在幫浦雷射光束二次通過非線性媒體期間產生信號光束之光子(其同樣在朝向幫浦雷射源或晶種光源之方向上傳播)，所以可在非線性媒體之對置側上施加信號波長(但非幫浦波長)之一反射塗層。為能夠將晶種信號光束之一足夠功率分率耦合至非線性媒體中(不管反射塗層如何)，信號波長之此反射塗層之反射率不應被選擇為太大且其可在(例如)約50%至約90%之間的區間內，尤其在約70%至約90%之間。除兩次通過之外，幫浦雷射光束亦可多次(即，至少三次)通過非線性媒體。
在另一實施例中，非線性晶體包括一波導。可使用各種方法來產生一非線性晶體中之一波導，諸如離子植入。波導經設計使得其在非線性晶體中以低損耗引導幫浦波長處之幫浦雷射光束、信號波長處之信號光束及閒頻波長處之閒頻光束。
在一修改方案中，雷射光源包括用於將幫浦雷射光束、晶種信號光束及/或晶種閒頻光束聚焦於波導之一入口表面上的一聚焦裝置。聚焦裝置可為(例如)一聚焦透鏡。一準直裝置亦可位於非線性媒體之後的光束路徑中以準直通常依發散方式自波導出射之幫浦雷射光束、信號光束及/或閒頻光束。吾人可使用(例如)所謂之「梯度折射率透鏡(GRIN透鏡)」作為用於聚焦及/或準直之透鏡。透鏡可尤其組合至一單片混合微系統。GRIN透鏡由於其製造而具有一相對較小不同心性且亦適合於被動安裝於一(V)溝槽中或一末端止擋件上。但當然，透鏡無需完全為GRIN透鏡。
尤其當使用一光學隔離器時，在自幫浦雷射源出射之幫浦 雷射光束進入光學隔離器之前藉助於一準直裝置(諸如一準直透鏡)來準直幫浦雷射光束係有利的。若不使用光學隔離器，則準直裝置及聚焦裝置之功能可由非線性光學媒體前面之相同透鏡執行。
若幫浦雷射源包括具有一非對稱光束圖案(即，具有沿所謂之「慢軸(SA)」及「快軸(FA)」之不同發散角，通常如同雷射二極體之情況)之一邊緣發射器，則可在耦合至波導中之前藉助於交叉圓柱形透鏡來完成改變縱橫比之一圓柱形透鏡望遠鏡或一變形準直以使發散角或縱橫比適應於波導之入口表面之模式直徑或尺寸。尤佳地，為此提供在入口側具有相同於二極體雷射器之橫向光束半徑之縱橫比的一非對稱波導且無需使用一望遠鏡。
為將晶種光源之晶種信號光束及/或晶種閒頻光束耦合至波導中，引導其等通過一光纖或使其等在照射疊加裝置之前自一光纖出射係有利的。特定言之，在此情況中，光纖之出射表面之(模式)直徑可適應於波導或更準確而言，波導之入口表面，之模式直徑。替代地，幫浦光源之模場直徑可適應於波導之模場直徑且因此亦適應於波導之受光角，例如藉由一光闌。
在一實施例中，週期性極化非線性晶體。歸因於週期性極化，可最佳化相位調適且因此可提高非線性媒體之轉換效率。可在非線性晶體之製造期間(例如)藉由一週期性結構化電極來完成非線性晶體之鐵電域之週期性極化。
在另一實施例中，非線性晶體選自包括以下各者之群組：KTP(磷酸鈦氧鉀)、PP-KTP(週期性極化磷酸鈦氧鉀)、LiNbO3(鈮酸鋰)、PP-LN(週期性極化鈮酸鋰)、Ti：LN(鈮酸鈦-鋰)、AlN(氮化鋁)、LNoI(絕緣體基板上覆鈮酸鋰)、BBO(β-氧化鋇)及LBO(氧化鋰-鋇)。此等非線性晶體透射超過約380nm之波長。就雷射光源而言，應選擇對幫浦波長及信號波長及閒頻波長具有很少吸收且因此對其等具有高透明度之 一非線性晶體。
在另一實施例中，雷射光源包括用於使信號光束及/或閒頻光束與幫浦雷射光束(空間)分離之至少一分光器。至少一分光器配置於非線性光學媒體之後的光束路徑中。可由於(例如)信號光束及閒頻光束之不同偏振而完成信號光束或閒頻光束與幫浦雷射光束之分離。分光器亦可具有一波長選擇元件以執行光束由於其不同波長之分離。通常，雷射光源經設計用於自雷射光源出射一或若干信號光束，儘管一或若干閒頻光束不離開雷射光源，但原則上，相反情況亦可行。替代地，一或若干信號光束及一或若干閒頻光束兩者可離開雷射光源。
在另一實施例中，雷射光源包括用於量測信號光束及/或閒頻光束之強度的至少一感測器裝置，尤其是一光二極體。可藉助於量測強度來完成雷射光源之調節，如下文將更詳細描述。通常，量測信號光束或閒頻光束之強度已足夠。就本申請案而言，信號光束或閒頻光束之量測強度未必意謂自非線性媒體出射之各自光束之總強度，而是意謂與信號光束或閒頻光束之總強度成比例之一數量，因為此亦可用於調節。若閒頻光束不應離開雷射光源，則事實證明，導引閒頻光束之總強度至感測器裝置處係有利的，因為在此情況中無需一吸收器。一波長濾波器可位於感測器裝置之前，在待量測之閒頻波長(或可能信號波長)之區域中，波長濾波器之波長相依透射最大。事實證明，使用閒頻光束由於其閒頻波長通常位於紅外波長區域中而為有利的，因為此不適合於無進一步波長轉換之視覺化應用。
在另一實施例中，雷射光源進一步包括用於根據由感測器裝置量測之信號光束及/或閒頻光束之強度來調節非線性媒體之溫度及/或幫浦雷射源之功率的一調節裝置。如上文所描述，在非線性媒體中，將幫浦雷射光束之幫浦波長轉換為信號波長及閒頻波長。此轉換程序在非線性光學媒體之一特定溫度範圍內(其在約20℃至約60℃之間的一值範圍內) 具有其最大值。可藉助於調節裝置來調適非線性媒體之溫度以最大化轉換程序之效率。當由感測器裝置量測之閒頻輻射(或視情況，信號輻射)之強度最大時，情況通常如此。幫浦雷射源之功率亦可經調節以最佳化轉換程序之效率。若非線性光學媒體配置於一諧振器中，則亦可在調節期間調適諧振條件(即，諧振器之光學路徑長度)以使其根據幫浦雷射光束之幫浦波長來最佳化。為此，除非線性光學媒體之溫度之外，亦可改變幫浦雷射源之功率，因為幫浦雷射源之功率導致幫浦波長輕微移位，其可導致一波長穩定。當然，調節裝置及上述控制裝置可實現為同一電子組件，諸如一可程式化電子組件。
在一修改方案中，雷射光源包括用於調節非線性媒體之溫度的至少一加熱及/或冷卻裝置。可視情況僅執行非線性媒體之加熱或冷卻就夠了。但亦可有利地執行一溫度控制，即，非線性媒體之加熱及冷卻兩者。加熱及/或冷卻裝置可充當上述調節裝置之一致動裝置。
在一修改方案中，雷射光源包括用於輻射加熱非線性光學媒體之一加熱光源。加熱光源可為(例如)一LED或其發射光譜最好位於藍色或UV波長區域中(即，通常在小於約380nm或約360nm之波長處)之另一光源。使用具有一小波長之加熱輻射有利地確保此在非線性光學媒體或非線性光學晶體之容體中被吸收且轉換為熱功率。如上文所描述，非線性晶體基本上透射較大波長以能夠儘可能少損耗地傳輸幫浦波長、信號波長及閒頻波長。
在一修改方案中，雷射光源包括與非線性媒體表面接觸之至少一加熱及/或冷卻裝置，尤其是一帕耳帖(Peltier)元件。呈(例如)帕耳帖元件之形式之加熱及/或冷卻裝置可用於冷卻及/或加熱非線性晶體之外殼或表面。帕耳帖元件或另一種接觸式加熱或冷卻裝置可歸因於表面接觸而供應熱至非線性光學媒體或自非線性光學媒體帶走熱。
事實證明，組合與非線性媒體表面接觸之一加熱及/或冷卻 元件與一加熱光源有利地調節非線性媒體之溫度。加熱光源可尤其用於微調非線性光學媒體之溫度，而溫度之一粗調可由與非線性光學媒體或其外殼表面接觸之加熱及/或冷卻元件完成。
在另一實施例中，雷射光源包括：一第一非線性光學媒體，其藉由參量降頻轉換來形成一第一信號光束及一第一閒頻光束；一第二非線性光學媒體，其藉由參量降頻轉換來形成一第二信號光束及一第二閒頻光束；及較佳地一第三非線性光學媒體，其藉由參量降頻轉換來形成一第三信號光束及一第三閒頻光束。
此一雷射光源可用於(例如)投影應用，因為在此等應用中，通常需要產生可見波長範圍內之三個不同波長處之雷射光束。三個非線性光學媒體可具有並行通過其等之三個幫浦雷射光束。一單一幫浦雷射源可產生其幫浦功率分配於三個非線性光學媒體之間的一幫浦雷射光束。然而，在此情況中，通常建議使各非線性光學媒體與其自身幫浦雷射源相關聯，因為藉此可依藉由控制注入電流之特別簡單方式調整各自非線性光學媒體中所產生之信號光束及/或閒頻光束之功率。在此情況中，亦可使用不同幫浦波長來產生三個不同波長。建議三個非線性光學媒體產生相同閒頻波長處之閒頻輻射，其可有利於雷射光源之上述調節。
本發明之另一態樣係關於一種雷射光源，其如本說明書之引言中所描述且可尤其如上文在本發明之第一態樣之內文中所進一步描述般組態。雷射光源經設計以將幫浦雷射光束自幫浦雷射源引導至第一非線性光學媒體、將自第一非線性光學媒體出射之幫浦雷射光束引導至第二非線性光學媒體及較佳地將自第二非線性光學媒體出射之幫浦雷射光束引導至第三非線性光學媒體。
根據本發明之第二態樣，依串列或級聯方式發生第一信號光束及第二信號光束及亦較佳地第三信號光束及各自對應閒頻光束之產生。依此方式，可實現具有一小型構造之一雷射光源，同時可提高電光效 率，因為自第一非線性光學媒體或第二非線性光學媒體出射之非經轉換幫浦雷射輻射耦合至一跟隨非線性光學媒體中以在非線性光學媒體中實施參量降頻轉換。藉此，特定言之，由一單一幫浦雷射光束依串列方式產生產生白光(例如用於投影應用)所需之三個波長(例如紅色、綠色及藍色)。
在本發明之此態樣中，幫浦雷射光束較佳地單次通過至少第一非線性光學媒體及第二非線性光學媒體以能夠將幫浦雷射光束之功率之一足夠分率耦合至光束路徑中之一各自跟隨非線性光學媒體中。在本發明之此態樣中，如上文所描述，一晶種光源可與一疊加裝置組合使用以將一晶種信號光束及/或一晶種閒頻光束耦合至各自非線性光學媒體中。各自非線性光學媒體之放大可受各自晶種光源之功率影響。依此方式，可調整自各自非線性光學媒體出射之信號光束及/或閒頻光束之各自色彩或波長分率。
為調整同調性，可視情況不供應晶種信號至各自非線性光學媒體(即，晶種光束之一對應入口保持不被佔用)，或可由呈一LED、一超發光二極體或其類似者之形式之一晶種光源供應一部分同調晶種信號光束或晶種閒頻光束至各自非線性媒體。特定言之，在本發明之此態樣中，吾人不使用具有小於幫浦雷射源之一同調長度之一晶種光源，而是可使用諸如一雷射二極體之一晶種雷射源來產生一同調晶種信號光束或一同調晶種閒頻光束。在此情況中，亦可經由耦合至非線性光學媒體中之晶種信號光束及/或晶種閒頻光束之功率來調整雷射光源之同調性。
在本發明之第二態樣中，可視情況在完全無需任何晶種光源及對應疊加裝置之情況下進行：若切斷或不存在晶種光源，則在非線性光學媒體中產生高達一系統特定幫浦臨限強度之一信號光束及一閒頻光束，光束本身具有一熱光源之波動行為，使得可藉由使用信號光束或閒頻光束來幾乎完全消除(例如)投影應用中之斑點雜訊。
事實證明，在非線性光學媒體之串列配置中，建議在第一 非線性光學媒體中產生藍色波長區域中(約420nm至約470nm之間)之一信號光束、在第二非線性光學媒體中產生綠色波長區域中(約520nm至約540nm之間)之一信號光束及在第三非線性光學媒體中產生紅色波長區域中(約635nm至約780nm之間)之一信號光束，因為轉換效率隨波長增大而降低。
在串列產生及上述並行產生中，三個非線性光學媒體之一者中所產生之一各自信號光束或一各自閒頻光束可與至少一疊加裝置中之至少兩個(較佳地三個)波長疊加以形成自雷射光源出射之一共同雷射光束。經疊加以形成出射雷射光束之三個波長(紅色、綠色及藍色)及其個別光學功率經理想選擇使得其等總體上產生適合於投影目的之一白色調，理想地，具有6500K色溫之一白色調。為此，需要適當選擇非線性光學媒體或適當設計非線性光學媒體之長度及其週期性極化以產生所要波長。
本發明之另一態樣係關於一種雷射投影器，其包括如上文所描述般組態之一雷射光源。上文所進一步描述之雷射光源(其中自一各自非線性光學媒體出射之信號光束或出射閒頻光束藉助於至少一疊加裝置來疊加以產生具有通常位於可見波長範圍內之三個不同波長之一雷射光束)可用於(例如)一雷射投影器中以在一投影表面上產生一幾乎無斑點影像。為在投影表面上產生影像，雷射投影器可具有用於雷射光束之二維偏轉之一掃描器裝置，其可包括(例如)至少一鏡。此一雷射投影器可尤其用作為一機動車輛中之一抬頭顯示器，其中(例如)前擋風玻璃充當投影表面。但雷射光源亦可充當用於投影藉由使用空間解析調變器(諸如所謂之DMD(數位鏡裝置)或SLM(空間光調變器))所產生之影像的一照明源。
1:雷射光源/雷射源
1a至1c:雷射模組
2:幫浦雷射源
2a至2c:幫浦雷射源
3:非線性光學晶體/非線性晶體
3a至3c:非線性晶體
4:晶種光源
4a至4c:晶種光源
5:幫浦雷射光束
5a至5c:幫浦雷射光束
6:波導
7:信號光束
7a至7c:信號光束
7':晶種信號光束
7'a至7'c:晶種信號光束
8:閒頻光束
8a至8c:閒頻光束
9:週期性極化
10:第一分光器
10a至10c:第一分光器
11:第二分光器
11a至11c:第二分光器
12:準直透鏡
12a至12c:準直透鏡
13:進一步準直透鏡
14:感測器裝置/光二極體
15:進一步聚焦透鏡
16:疊加裝置
17:準直透鏡
17a至17c:準直裝置
18:進一步準直透鏡
19:聚焦透鏡
19a至19c:聚焦透鏡
20:入口表面
21:間隔物
22:控制裝置
23:第一反射塗層/第一端鏡
24:第二反射塗層/第二端鏡
25:諧振器
26:調節裝置
27:加熱光源
28:加熱輻射
29:帕耳帖元件
30:偏轉鏡
31:第一疊加裝置
32:第二疊加裝置
33:雷射光束
34:光學隔離器
II:強度
T:溫度
λI:閒頻波長
λI1:第一閒頻波長
λI2:第二閒頻波長
λI3:第三閒頻波長
λP:幫浦波長
λS:信號波長
λS1:第一信號波長
λS2:第二信號波長
λS3:第三信號波長
本發明之進一步優點將來自[實施方式]及圖式。同樣地，上述及待指示特徵可本身使用或用於任何所要組合中。所展示及描述之實 施例不應被視為一結論性列舉，而是例示性繪示本發明。
圖1a係具有一非線性晶體、一幫浦雷射源及一晶種光源之一雷射光源之一例示性實施例之一示意圖，其中一幫浦雷射光束單次通過非線性晶體；圖1b係類似於圖1a之一雷射光源之一例示性實施例之一示意圖，其中幫浦雷射光束兩次通過非線性晶體；圖2係類似於圖1a之一雷射光源之一示意圖，其具有用於配置於一光學參量振盪器中之非線性晶體之溫度調節的一調節裝置；圖3係一雷射光源之一圖示，其中串列配置同一幫浦雷射光束通過其之三個非線性晶體；及圖4係一雷射光源之一圖示，其中三個幫浦雷射光束並行通過三個非線性晶體。
在圖式之以下描述中，相同元件符號將用於相同或功能等效組件。
圖1a高度示意性展示一雷射光源1之一例示性佈局，雷射光源1具有呈二極體雷射之形式之一幫浦雷射源2、呈一非線性光學晶體3之形式之一非線性光學媒體及一晶種光源4。在所展示之實例中，幫浦雷射源2經設計以產生具有375nm或大於375nm之一幫浦波長λP之一幫浦雷射光束5。就使用一參量降頻轉換(PDC)程序之視覺化應用而言，幫浦波長λP不應被選擇為太大且其應小於約460nm或約450nm。
幫浦雷射光束5耦合至非線性晶體3中，更精確而言，耦合至形成於非線性晶體3處之一波導6中。可藉由(例如)粒子植入或擴散入鈦來在非線性晶體3中產生波導6。在所展示之實例中，非線性晶體3係具有擴散入鈦之週期性極化鈮酸鋰(Ti：PPLn)。為選擇一非線性晶體3，一PDC程序必需發生於非線性晶體中。在PDC程序期間，幫浦雷射光束5與非線 性晶體3交互作用，藉此產生指定為具有一信號波長λS之信號光束7及具有一閒頻波長λI之閒頻光束8的兩個新光場。在PDC程序期間，幫浦雷射光束5之能量ωP守恆，即，能量守恆定律保持：ωP=ωS+ωI，其中ωS係信號光束7之能量且ωI係閒頻光束8之能量。為亦滿足幫浦雷射光束5之動量k P 、信號光束7之動量k S 及閒頻光束8之動量k I 之動量守恆定律k P =k S +k I ，需要一相位調適，在所展示之實例中，其由非線性晶體3之一週期性極化9達成。圖1a中由垂直筆畫指示週期性極化9以在非線性晶體3之反轉極化鐵電域之間形成邊界表面。歸因於週期性極化9，亦增強晶體3之非線性度且因此提高PDC程序之效率。
一第一分光器10配置於非線性晶體3之後的光束路徑中，第一分光器10使閒頻光束8與未在PDC程序期間轉換且自非線性晶體3出射之幫浦雷射光束5分離。第一分光器10組態為二向色分光器，即，其具有呈一波長選擇塗層之形式之一波長選擇元件以使具有幫浦波長λP之幫浦雷射光束5與具有閒頻波長λI之閒頻光束8分離。一第二分光器11配置於第一分光器10之後的光束路徑中，第二分光器11使幫浦雷射光束5與信號光束7分離。第二分光器11組態為一偏振分光器。可在一偏振分光器11中使信號光束7及閒頻光束8分離，因為雷射光源1之當前擇定佈局中之兩個光束彼此垂直偏振，即，存在一II型相位調適。替代地，亦可實現其中信號光束7及閒頻光束8具有相同偏振(I型)之一相位調適。在兩種情況(I型及II型)中，分光器亦可組態為一光學濾波器或一波長選擇光學元件。
為在偏振分光器11中使信號光束7與幫浦雷射光束5分離，建議該等兩個幫浦雷射光束5與該信號光束7依一準直方式進入偏振分光器11。為此，一準直透鏡12配置於第一分光器10與第二分光器11之間。第二分光器11之後的信號光束7作為有用光束自雷射光源1經由一進一步準直透鏡13耦合出。例如，若信號光束7作為有用光束已由準直透鏡12之一對應設計準直，則雷射光源1亦可具有一出射窗來替代進一步準直透鏡13。 在圖1a所展示之實例中，由於不同波長，準直透鏡12用於準直幫浦雷射光束5，但不用於準直信號光束7。信號光束7僅由進一步準直透鏡13準直。當然，亦可為相反情況。
閒頻光束8照射呈一光二極體之形式之一感測器裝置14，感測器裝置14量測閒頻光束8之強度II。閒頻光束8由一進一步聚焦透鏡15聚焦於感測器裝置14上。閒頻光束8之量測強度II可用於調節非線性晶體3之溫度T，如下文將進一步更詳細描述。幫浦雷射光束5單次通過非線性晶體3。可進一步使用未在非線性晶體3中轉換之幫浦雷射光束5之分率，亦如下文將進一步更詳細描述。
圖1a中所展示之雷射光源1具有呈一LED之形式之一晶種光源4，其經設計以產生一晶種信號光束7'。晶種光源4產生其波長匹配信號光束7之信號波長λS的一晶種信號光束7'。呈LED之形式之晶種光源4產生具有小於由幫浦雷射源2產生之幫浦雷射光束5之同調長度之一同調長度的晶種信號光束7'。不使用一LED，而是使用一種不同晶種光源4來產生一部分同調晶種信號光束7'，諸如一超發光二極體或一(多模式)雷射二極體，例如一多模式雷射二極體。晶種信號光束7'在呈二向色鏡之形式之一疊加裝置16中與幫浦雷射光束5依共線方式疊加。此利用以下事實：幫浦雷射源2產生具有定向為垂直於晶種信號光束7'之(線性)偏振之一(線性)偏振的幫浦雷射光束5。
為了疊加裝置16中之疊加，建議準直幫浦雷射光束5及晶種信號光束7'。為準直自幫浦雷射源2發散出射之幫浦雷射光束5，雷射光源1具有一準直透鏡17。因此，一進一步準直透鏡18亦配置於晶種光源4與疊加裝置16之間以準直晶種信號光束7'。經疊加之幫浦雷射光束5及晶種信號光束7'由一聚焦透鏡19聚焦於波導6之一入口表面20上。根據應用，複數個透鏡(尤其是(交叉)圓柱形透鏡)亦可共同充當準直透鏡17。此適合於依適合方式形成自呈一邊緣發射器(雷射二極體)之形式之幫浦雷射 源2依具有兩個不同發散角出射之幫浦雷射光束5之角分佈及/或縱橫比。
聚焦透鏡19經設計使得共同進入波導6之幫浦雷射光束5及晶種信號光束7'適應於波導6之模場直徑。波導6之受光角可在(例如)呈一光纖之形式之一間隔物21中由幫浦雷射光束5及晶種信號光束7'之一共同引導調適。聚焦透鏡19及間隔物21亦可以一單一光學組件之形式(例如以一GRIN透鏡之形式)實現。替代地或另外，適應於波導6之模場直徑或受光角可依另一方式完成，例如藉由使用一光闌或其類似者。
就特定應用(諸如全像)而言，可建議雷射光源1具有一可切換或可調同調(長度)。為調整用作為有用雷射光束之信號光束7之同調長度，圖1a中所展示之雷射光源1具有一控制裝置22。控制裝置22可藉由控制供應至用於產生晶種信號光束7'之晶種光源4之注入電流來調整耦合至非線性晶體3中之晶種信號光束7'之強度。隨著晶種信號光束7'之功率或強度增加，非線性晶體3中所產生之信號光束7之同調性減弱。因此，可藉由控制晶種信號光束7'之強度或晶種光源4之功率來調整自雷射光源1出射之信號光束7之一所要同調性。
控制裝置22亦經設計以調整幫浦雷射源2之功率。此可適合於(例如)其中疊加複數個信號光束7之投影應用，因為在此情況中，可藉由改變一各自信號光束7之強度來改變由疊加產生之光之色彩。幫浦雷射源2可連續或依一脈衝方式操作。在後一情況中，可發生一過脈衝，即，在脈衝持續時間期間選擇大於幫浦雷射源2之連續操作期間之功率的幫浦雷射源2之(最大)功率。非線性晶體3中之PDC程序之效率可因幫浦雷射源2之過脈衝而提高。
圖1b展示一雷射光源1，其與圖1a中所展示之雷射光源1之本質不同在於一第一反射塗層23及一第二反射塗層24沈積於非線性晶體3之端琢面上。背向幫浦雷射源2之端琢面上之第二反射塗層24高度反射(反射率>99%)對於幫浦波長λP且其對信號波長λS具有一極低反射率(例如 <1%)。因此，未經轉換之幫浦輻射在第二反射塗層24處反射回非線性晶體3中且可用於由PDC程序進一步波長轉換。幫浦雷射光束5之未經轉換分率(其在幫浦雷射源2之方向上反射回且二次通過非線性晶體3)亦在PDC程序期間產生信號光束7之光子，其亦在朝向幫浦雷射源2之方向上傳播。為使此等光子之傳播方向再次反轉，第一反射塗層23沈積於面向幫浦雷射源2之端琢面上，塗層對信號波長λS具有一大反射率(例如約50%至約99%之間的反射率，諸如約85%)。第一反射塗層23之反射率應經選擇使得一方面，幫浦雷射源2之方向上傳播之信號光束7之分率之大部分功率在第一反射塗層23處反射且另一方面，用於一無斑點信號光束7之晶種信號光束7'之一足夠強度耦合至非線性晶體3中。
此利用以下事實：耦合至非線性晶體3中之晶種信號光束7'之強度或功率應相對較低，或否則信號光束7之同調性可由受激效應增強。由於晶種信號光束7'之低功率，晶種信號光束7'通過第一反射塗層23期間之耦合損耗對雷射光源1之總效率沒有太大影響。若第一反射塗層23對晶種或信號波長λS具有約95%之一反射率，則就晶種光源4之約1mW之一功率而言，約50μW將耦合至非線性晶體3中，使得將產生約950μW之一(可容許)損耗功率。除使用具有一相對較低反射率之一第一反射塗層23之外，亦可使用一加強諧振器，但在此情況中，必須精確觀察非線性光學晶體3之長度與信號光束7之間的相位條件，其僅可依一技術複雜方式實現。
在圖1b所表示之雷射源1中，無需第二分光器11，因為未在非線性光學晶體3之第二反射塗層24處反射且自非線性光學晶體3出射之幫浦雷射光束5之功率分率極小。
圖2展示一雷射光源1，其實質上如同圖1a之雷射光源1般設計，但其與圖1a中所展示之雷射光源1之不同之處在於非線性晶體3配置於形成於一第一端鏡23與一第二端鏡24之間的一諧振器25(光學參量振盪 器OPO)中。在所展示之實例中，兩個端鏡23、24以放置於非線性晶體3之兩個端琢面上之高度反射塗層之形式組態。兩個端鏡23、24高度反射幫浦波長λP以確保僅儘可能最小分率之幫浦雷射光束5自非線性晶體3耦合出。然而，兩個端鏡23、24對信號波長λS及閒頻波長λI具有一低反射率。
由於第一端鏡23不完全反射第二端鏡24處所反射回之幫浦雷射光束5之分率，所以此可返回至幫浦雷射源2且依非所要方式進入幫浦雷射源2。為防止此發生，一光學隔離器34配置於圖2中所展示之雷射光源1中，其位於幫浦雷射光束5之準直透鏡17與聚焦透鏡19之間。在所展示之實例中，光學隔離器34係一法拉第旋轉器，但亦可為此使用另一種光學隔離器34。
亦如圖2中可見，雷射光源1包括用於調節非線性晶體3之溫度T的一調節裝置26。調節裝置26接收由感測器裝置14量測之閒頻光束8之強度II作為一量測變數。在所展示之實例中，調節裝置26用於最大化閒頻光束8之量測強度II，因為此係為了PDC程序之效率或效力最大化(對於幫浦雷射光束5之給定功率)。在圖2所展示之實例中，調節裝置26之致動元件係呈一LED之形式之一加熱光源27。加熱光源27產生輻射至非線性晶體3上且在非線性晶體3之容體中被吸收之加熱輻射28。為在非線性晶體3之材料中儘可能多吸收加熱輻射28，建議加熱光源27產生完全小於幫浦雷射源2之幫浦波長λP之加熱波長處之加熱輻射。例如，加熱光源27可經設計以產生小於約450nm或約380nm之波長處之加熱輻射28。
除加熱光源27之外，圖2之雷射光源1亦包括呈一帕耳帖元件29之形式之一加熱及冷卻裝置，其與非線性晶體3表面接觸且亦充當調節裝置26之一致動元件。在所展示之實例中，帕耳帖元件29覆蓋非線性晶體3之兩個對置平坦側之表面且可用於冷卻及/或加熱非線性晶體3。當然，除呈一帕耳帖元件29之形式之一加熱及冷卻裝置之外，亦可使用與非線性晶體3表面接觸且能夠僅加熱非線性晶體3或僅冷卻非線性晶體3之一 裝置。當然，亦可使用此處未另外描述之其他裝置來加熱及/或冷卻非線性晶體3。非線性晶體3之溫度T應藉助於調節裝置26來調節至大致介於約20℃至約60℃之間的一值。在此情況中，加熱光源27能夠快速(通常輕微)改變非線性晶體3之溫度T，而相當慢之帕耳帖元件29能夠在一相對較大溫度範圍內相對較慢調適溫度T。
除調節非線性晶體3之溫度T之外，調節裝置26亦可用於調節幫浦雷射源2之功率以最佳化轉換程序之效率。在其中非線性晶體3配置於一諧振器25中之圖2所展示之實例中，亦可在調節期間調適諧振條件(即，諧振器25之光學路徑長度)，使得此針對幫浦雷射光束5之幫浦波長λP來最佳化。為此，除非線性晶體3之溫度T之外，亦可改變幫浦雷射源2之幫浦雷射光束5之功率或強度。為此，調節裝置26可使用控制裝置22。當然，控制裝置22及調節裝置26可實現為同一電子組件，諸如一可程式化電子組件。
在圖1a所展示之雷射光源1之實例中，亦可(例如)藉由將非線性晶體3併入呈二極體雷射之形式之幫浦雷射源2之一外部諧振器中來穩定幫浦波長λP。在此情況中，幫浦雷射光束5之一部分可由外部諧振器之一端鏡(圖中未展示)反射回幫浦雷射源2中且在此用於波長穩定。
圖3展示具有用於產生一幫浦雷射光束5之一幫浦雷射源2及串列配置之三個雷射模組1a至1c的一雷射光源1。除三個雷射模組1a至1c不具有幫浦雷射源2之事實之外，三個雷射模組1a至1c之各者實質上如同圖1a之雷射光源1般設計。第一雷射模組1a自幫浦雷射源2接收幫浦雷射光束5以在一第一非線性晶體3a中藉由一PDC程序來產生具有一第一信號波長λS1之一第一信號光束7a及具有一第一閒頻波長λI1之一第一閒頻光束8a。未在第一雷射模組1a之第一非線性晶體3a中轉換之幫浦雷射光束5之部分離開第一雷射模組1a且提供至具有一第二非線性晶體3b之第二雷射模組1b。在第二非線性晶體3b中，自幫浦雷射光束5產生具有一第二信號波 長λS2之一第二信號光束7b及具有一第二閒頻波長λI2之一第二閒頻光束8b。未在第二非線性晶體3b中轉換之幫浦雷射光束5之部分被帶至第三雷射模組1c。第三雷射模組1c具有一第三非線性晶體3c，其中幫浦雷射光束5藉由一PDC程序來產生具有一第三信號波長λS3之一第三信號光束7c及具有一第三閒頻波長λI3之一第三閒頻光束8c。
雷射模組1a至1c及非線性晶體3a至3c之串列配置利用以下事實：幫浦雷射光束3a至3c單次通過至少第一非線性晶體3a及第二非線性晶體3b，通常亦通過第三非線性晶體3c，即，此等不配置於一諧振器或一光學參量振盪器中。
如同圖1a、圖1b中所展示之雷射光源1，雷射模組1a至1c可包括一晶種光源，但此非必不可少，即，可省略一晶種光源。替代地，一各自晶種光源可以一同調晶種光源(諸如一雷射二極體或其類似者)之形式用於三個雷射模組3a至3c中。可類似於圖1a、圖1b及圖2中所展示之實例般完成控制或調節。
圖3中所展示之雷射光源1經設計用於投影應用且其產生三個不同信號波長λS1、λS2、λS3(其等之各者在可見波長區域中)處之三個信號光束7a至7c。在圖3所展示之實例中，幫浦波長λP位於約375nm處，第一信號波長λS1位於約480nm處，且第一閒頻波長λI1位於約1714nm處。第二信號波長λS2位於約530nm處且第二閒頻波長λI2位於約1282nm處。因此，第三信號波長λS3位於約650nm處且第三閒頻波長λI3位於約886nm處。因此，三個信號光束7a至7c之三個信號波長λS1、λS2、λS3位於藍色、綠色及紅色光譜區域中。為在一雷射投影器(圖中未展示)中使用三個信號光束7a至7c，雷射光源1包括用於空間、共線疊加三個信號光束7a至7c之一第一疊加裝置31及一第二疊加裝置32。為此，自第一雷射模組1a出射之第一信號光束7a在一偏轉鏡30處朝向具有一波長選擇元件之第一疊加裝置31偏轉以依共線方式疊加第一信號光束7a及第二信號光束7b。經疊加 之第一信號光束7a及第二信號光束7b照射亦具有一波長選擇元件之第二疊加裝置32以使第一信號光束7a及第二信號光束7b與第三信號光束7c空間疊加以形成具有所有三個信號波長λS1、λS2、λS3之一雷射光束33。
由雷射光源1產生之雷射光束33可提供至(例如)一雷射投影器之一掃描器裝置以使雷射光束33在兩個維度上偏轉以在一投影表面上產生一影像。為調整三個信號光束7a至7c之功率分率且因此調整雷射光束33之色彩，可在各自雷射模組1a至1c中調整或改變晶種雷射源之功率。如上文所描述，自雷射模組1a至1c出射之三個閒頻光束8a至8c可用於調節一各自非線性光學晶體3a至3c之溫度T。不同類型之非線性晶體3a至3c可用於產生不同信號波長λS1、λS2、λS3。但通常為此選擇非線性晶體3a至3c之一不同週期性極化就夠了。
圖4展示一雷射光源1，其亦設計用於投影應用且與圖3中所展示之雷射光源1之不同之處基本在於：不是一幫浦雷射光束5串列通過三個非線性晶體3a至3c，而是由三個幫浦雷射源2a至2c產生之三個幫浦雷射光束5a至5c並行通過三個非線性晶體3a至3c。圖4中所展示之雷射源1實質上如同圖2中所展示之雷射源1般構建且與其之不同之處在於使用三個並行光束路徑而非一單一光束路徑。
因此，圖4之雷射源1包括用於使一各自幫浦雷射光束5a至5c在進入一疊加裝置16之前準直之三個準直裝置17a至17c，疊加裝置16使由一各自晶種光源4a至4c產生之一晶種信號光束7'a至7'c與一各自幫浦雷射光束5a至5c疊加。疊加裝置16中所疊加之晶種信號光束7'a至7'c及幫浦雷射光束5a至5c由一各自聚焦透鏡19a至19c聚焦而耦合至並行配置之三個非線性晶體3a至3c之一者中，更精確而言，耦合至一各自(未描繪)波導中。自三個非線性晶體3a至3c出射之閒頻光束8a至8c在藉助於三個準直透鏡12a至12c之另一準直之後在一各自第一分光器10a至10c處與信號光束7a至7c及各自幫浦雷射光束5a至5c分離。
在圖4所展示之實例中，三個閒頻光束8a至8c共同引導至一單一感測器裝置14上以量測三個閒頻光束8a至8c之強度II。幫浦雷射源2a至2c可經設計有用於產生幫浦雷射光束5a至5c之不同幫浦波長λP(例如373.5nm、394.5nm及358nm)。在所展示之實例中，此用於在所有三個非線性晶體3a至3c中產生相同閒頻波長λI(諸如1550nm)，其有利於閒頻光束8a至8c之強度II之上述共同量測。
如同圖2中所表示之雷射光源1之情況，在圖4所展示之雷射光源1中，一調節裝置26亦用於調節非線性晶體3a至3c之溫度T。在所展示之實例中，三個非線性晶體3a至3c製造為一單晶塊，即，其等實質上僅週期性極化不同。因此，建議不個別調節三個非線性晶體3a至3c之溫度T，而是共同調節所有三個非線性晶體3a至3c之溫度T。為此，僅量測所有三個閒頻光束8a至8c之總強度II或可量測一單一閒頻光束8a至8c之強度II就夠了。然而，當然，除圖4中所展示之程序之外，亦可藉助於三個感測器裝置來個別量測所有三個閒頻光束8a至8c之強度且個別調節三個非線性晶體3a至3c之溫度。
一各自第二分光器11a至11c(在所展示之實例中，其設計為一光學濾波器)使各自幫浦雷射光束5a至5c(更精確而言，其未經轉換輻射分率)與一各自信號光束7a至7c分離。三個信號光束7a至7c可(例如)依上文結合圖3所描述之方式疊加以形成具有可見波長區域中之三個不同信號波長λS1、λS2、λS3且可用於(例如)視覺化應用之一單一雷射光束。
圖4中所展示之雷射光源1可減少生產成本，因為儘可能多之組件共同用於所有三個非線性晶體3a至3c，例如共同疊加裝置16配置於三個非線性晶體3a至3c前面之情況。由於幫浦雷射光束5之未經轉換分率不用於三個非線性晶體3a至3c之並行配置中，所以三個非線性晶體3a至3c配置於兩個端鏡23、24(其等分別與非線性晶體3a至3c一起形成一光學參量振盪器)之間以最小化各自幫浦雷射光束5a至5c之功率損耗。
在上述實例中，晶種光源4、4a至4c經設計以每次產生一晶種信號光束7'、7'a至7'c。但當然，除晶種信號光束7'、7'a至7'c之外，一晶種閒頻光束(圖中未描繪)亦可耦合至一各自非線性晶體3、3a至3c中以增加各自閒頻光束8、8a至8c之放大。然而，在約375nm之上述幫浦波長處，閒頻光束8、8a至8c之閒頻波長λI、λI1、λI2、λI3通常位於紅外波長範圍內，使得未經後續頻率轉換之閒頻光束8、8a至8c無法用於視覺化應用。但此不排除將閒頻光束8、8a至8c用於其他應用。原則上，亦可將除各自信號波長λS或閒頻波長λI之外的波長處之晶種輻射耦合至非線性晶體3、3a至3c中，但此實際上不影響各自非線性晶體3、3a至3c中之信號光束7、7a至7c或閒頻光束8、8a至8c之放大。
當然，在所有上述實例中，可藉助於一控制裝置22來調整耦合至一各自非線性晶體3、3a至3c中之晶種信號光束7'、7'a至7'c或晶種閒頻光束之強度以藉此調整由各自雷射光源1產生之雷射光或雷射光束33之同調性。同調性之調整可用於(例如)使用雷射光源1作為一照明源來產生全像時。上述雷射光源1適合於小型化(由於缺少諸如機械濾波器之機械功能組件)且其可用作為(例如)雷射投影器(諸如抬頭顯示器或其類似者)之光源。
1:雷射光源/雷射源
2:幫浦雷射源
3:非線性光學晶體/非線性晶體
4:晶種光源
5:幫浦雷射光束
6:波導
7:信號光束
7':晶種信號光束
8:閒頻光束
9:週期性極化
10:第一分光器
11:第二分光器
12:準直透鏡
14:感測器裝置/光二極體
15:進一步聚焦透鏡
16:疊加裝置
17:準直透鏡
18:進一步準直透鏡
19:聚焦透鏡
20:入口表面
22:控制裝置
23:第一反射塗層/第一端鏡
24:第二反射塗層/第二端鏡
25:諧振器
26:調節裝置
27:加熱光源
28:加熱輻射
29:帕耳帖元件
34:光學隔離器
T:溫度
λI:閒頻波長
λP:幫浦波長
λS:信號波長

Claims (18)

  1. 一種雷射投影器，其包括一雷射光源(1)，該雷射光源(1)包括：至少一非線性光學媒體(3、3a至3c)，特定言之，一非線性晶體；至少一幫浦雷射源(2、2a至2c)，其用於產生一幫浦雷射光束(5、5a至5c)以來在該非線性光學媒體(3、3a至3c)中藉由參量降頻轉換(parametric down conversion)形成一信號光束(7、7a至7c)及一閒頻光束(8、8a至8c)，該雷射光源(1)之特徵在於至少一晶種光源(4、4a至4c)用於產生具有比該幫浦雷射光束(5、5a至5c)之同調長度小之同調長度之一晶種信號光束(7'、7'a至7'c)及/或一晶種閒頻光束，及至少一疊加裝置(16)用於使該晶種信號光束(7'、7'a至7'c)及/或該晶種閒頻光束與該幫浦雷射光束(5、5a至5c)疊加以共同耦合至該非線性光學媒體(3、3a至3c)中，其中該晶種光源(4、4a至4c)選自包括超發光二極體及雷射二極體之群組，及其中該非線性光學媒體(3、3a至3c)包括一波導(6)。
  2. 如請求項1之雷射投影器，其中該雷射光源(1)進一步包括用於控制耦合至該非線性光學媒體(3、3a至3c)中之該晶種信號光束(7'、7'a至7'c)、該晶種閒頻光束及/或該幫浦雷射光束(5、5a至5c)之功率的一控制裝置(22)。
  3. 如請求項1或2之雷射投影器，其中為產生一幫浦雷射光束(5、5a至5c)，該幫浦雷射源(2、2a至2c)經設計有小於460nm之一幫浦波長(λP)。
  4. 如請求項1或2之雷射投影器，其中該幫浦雷射源(2、2a至2c)包括一固態雷射，特定言之，一二極體雷射。
  5. 如請求項1或2之雷射投影器，其中該雷射光源(1)進一步包括用於保護該幫浦雷射源(2)免受背反射之一光學隔離器(34)。
  6. 如請求項1或2之雷射投影器，其中該非線性光學媒體(3、3a至3c)配置於用於該幫浦雷射光束(5)之一幫浦波長(λP)之-諧振器(25)內，特定言之，配置於一光學參量振盪器內。
  7. 如請求項1或2之雷射投影器，其中該幫浦雷射光束(5、5a至5c)單次或兩次通過該非線性光學媒體(3、3a至3c)。
  8. 如請求項1之雷射投影器，其中該雷射光源(1)進一步包括用於將該幫浦雷射光束(5、5a至5c)、該晶種信號光束(7'、7'a至7'c)及/或該晶種閒頻光束聚焦於該波導(6)之一入口表面(20)上的一聚焦透鏡(19)。
  9. 如請求項1或2之雷射投影器，其中該非線性光學媒體(3、3a至3c)經週期性極化。
  10. 如請求項1或2之雷射投影器，其中該非線性光學媒體(3、3a至3c)選自包括磷酸鈦氧鉀(KTP)、週期性極化磷酸鈦氧鉀(PP-KTP)、鈮酸鋰(LiNbO3)、週期性極化鈮酸鋰(PP-LN)、鈮酸鈦-鋰(Ti：LN)、氮化鋁(AlN)、絕緣體基板上覆鈮酸鋰(LnoI)、β-氧化鋇(BBO)及氧化鋰-鋇(LBO)之群組。
  11. 如請求項1或2之雷射投影器，其中該雷射光源(1)進一步包括用於使該信號光束(7、7a至7c)及/或該閒頻光束(8、8a至8c)與該幫浦雷射光束(5、5a至5c)分離之至少一分光器(10、11)。
  12. 如請求項1或2之雷射投影器，其中該雷射光源(1)進一步包括用於量測該信號光束及/或該閒頻光束(8、8a至8c)之強度(II)的一感測器裝置(14)，特定言之，一光二極體。
  13. 如請求項12之雷射投影器，其中該雷射光源(1)進一步包括用於根據由該感測器裝置(14)量測之該信號光束及/或該閒頻光束(8、8a至8c)之強度(II)來調節該非線性光學媒體(3、3a至3c)之溫度(T)及/或該幫浦雷射源(2、2a至2c)之功率的一調節裝置(26)。
  14. 如請求項1或2之雷射投影器，其中該雷射光源(1)進一步包括用於調整該非線性光學媒體(3)之溫度(T)的至少一加熱及/或冷卻裝置。
  15. 如請求項14之雷射投影器，其中該加熱裝置形成經設計用於輻射加熱該非線性光學媒體(3)之一加熱光源(27)。
  16. 如請求項1或2之雷射投影器，其中該雷射光源(1)包括與該非線性光學媒體(3)表面接觸之至少一加熱及/或冷卻裝置，特定言之，一帕耳帖(Peltier)元件(29)。
  17. 如請求項1或2之雷射投影器，其中該雷射光源(1)包括：一第一非線性光學媒體(3a)，其用於藉由參量降頻轉換來形成一第一信號光 束(7a)及一第一閒頻光束(8a)；一第二非線性光學媒體(3b)，其藉由參量降頻轉換來形成一第二信號光束(7b)及一第二閒頻光束(8b)；及較佳地一第三非線性光學媒體(3c)，其藉由參量降頻轉換來形成一第三信號光束(7c)及一第三閒頻光束(8c)。
  18. 如請求項17之雷射投影器，其經設計以將該幫浦雷射光束(5)自該幫浦雷射源(2)引導至該第一非線性光學媒體(3a)、將自該第一非線性光學媒體(3a)出射之該幫浦雷射光束(5)引導至該第二非線性光學媒體(3b)及較佳地將自該第二非線性光學媒體(3b)出射之該幫浦雷射光束(5)引導至該第三非線性光學媒體(3c)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2020071003A1 (ja) * 2018-10-05 2021-09-24 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 光源装置、およびそれを用いた投影装置、ならびに蛍光励起装置
WO2020107030A1 (en) * 2018-11-23 2020-05-28 Nuburu, Inc Multi-wavelength visible laser source
DE102021109640A1 (de) 2021-04-16 2022-10-20 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Projektor und projektionssystem
DE102022126118A1 (de) 2022-10-10 2024-04-11 Q.ant GmbH Laserlichtquelle mit einer Halbleitervorrichtung

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5117126A (en) * 1990-06-27 1992-05-26 La Sen, Inc. Stacked optical parametric oscillator
US6233025B1 (en) * 1994-09-08 2001-05-15 Ltd Gmbh & Co. Laser-Display-Technologie Kg Process and apparatus for generating at least three laser beams of different wavelength for the display of color video pictures
TW435044B (en) * 1997-04-01 2001-05-16 Ldt Gmbh & Amp Co Laser Displa Process and apparatus for generating at least three light bundles of different wavelength
TW200913414A (en) * 2007-05-11 2009-03-16 Corning Inc Alignment of lasing wavelength with wavelength conversion peak using modulated wavelength control signal
TW200915686A (en) * 2007-05-18 2009-04-01 Gsi Group Corp Laser processing of conductive links
US20090129413A1 (en) * 2007-11-20 2009-05-21 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Methods and Apparatus for Generating RGB Laser Light
TW200935688A (en) * 2007-10-30 2009-08-16 Corning Inc Multi-component wavelength conversion devices and lasers incorporating the same
TW201320512A (zh) * 2011-09-23 2013-05-16 Kla Tencor Corp 固態雷射及使用１９３奈米雷射之檢查系統
US20170269455A1 (en) * 2016-03-21 2017-09-21 Deutsches Elektronen-Synchrotron Desy Method and apparatus for generating thz radiation

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2752320B2 (ja) * 1994-04-08 1998-05-18 浜松ホトニクス株式会社 光パラメトリック発振器
JPH09121069A (ja) * 1995-08-18 1997-05-06 Sony Corp レーザ光発生装置、レーザビーコン装置及びレーザ画像表示装置
JPH10213828A (ja) * 1997-01-31 1998-08-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 光パラメトリック発振レーザ装置
JP2003075877A (ja) 2001-09-06 2003-03-12 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ光源及び非線型光学素子の温度制御方法
JP4583770B2 (ja) 2004-01-26 2010-11-17 浜松ホトニクス株式会社 コヒーレント光源
US7357513B2 (en) 2004-07-30 2008-04-15 Novalux, Inc. System and method for driving semiconductor laser sources for displays
WO2006012911A1 (en) 2004-08-03 2006-02-09 Fg Microtec Gmbh Dynamic optimization of wireless real-time video data flow
EP1891719A2 (en) 2005-05-31 2008-02-27 Philips Intellectual Property & Standards GmbH Broadband laser lamp with reduced speckle
KR100784837B1 (ko) * 2006-07-05 2007-12-14 한국과학기술원 3차 분산 처핑을 이용한 스펙트럼 배증 광 매개형 처프펄스 증폭장치
CA2643955C (en) * 2007-11-20 2013-12-31 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Methods and apparatus for generating rgb laser light
US8259385B2 (en) 2009-10-22 2012-09-04 Corning Incorporated Methods for controlling wavelength-converted light sources to reduce speckle
US8786940B2 (en) 2009-12-07 2014-07-22 Laser Light Engines, Inc. Despeckling apparatus and method
JP2011128368A (ja) 2009-12-17 2011-06-30 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 波長変換光源
US8320418B2 (en) 2010-05-18 2012-11-27 Corning Incorporated Multiple wavelength optical systems
EP2572012A1 (en) 2010-05-20 2013-03-27 Dow Global Technologies LLC Chalcogenide-based materials and methods of making such materials under vacuum using post-chalcogenization techniques
WO2013034813A2 (en) 2011-09-07 2013-03-14 Epicrystals Oy Wavelength conversion unit
US9280031B2 (en) 2014-07-25 2016-03-08 Raytheon Company Methods and apparatus for idler extraction in high power optical parametric amplifiers
US9748729B2 (en) 2014-10-03 2017-08-29 Kla-Tencor Corporation 183NM laser and inspection system
CN104701725A (zh) * 2015-04-01 2015-06-10 盖鑫 一种中红外飞秒激光器及其参量放大器
DE102018116627B3 (de) * 2018-07-10 2019-06-06 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen räumlich kohärenter Strahlung und Verwendung der Vorrichtung zur Projektion eines Bildes

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5117126A (en) * 1990-06-27 1992-05-26 La Sen, Inc. Stacked optical parametric oscillator
US6233025B1 (en) * 1994-09-08 2001-05-15 Ltd Gmbh & Co. Laser-Display-Technologie Kg Process and apparatus for generating at least three laser beams of different wavelength for the display of color video pictures
TW435044B (en) * 1997-04-01 2001-05-16 Ldt Gmbh & Amp Co Laser Displa Process and apparatus for generating at least three light bundles of different wavelength
TW200913414A (en) * 2007-05-11 2009-03-16 Corning Inc Alignment of lasing wavelength with wavelength conversion peak using modulated wavelength control signal
TW200915686A (en) * 2007-05-18 2009-04-01 Gsi Group Corp Laser processing of conductive links
TW200935688A (en) * 2007-10-30 2009-08-16 Corning Inc Multi-component wavelength conversion devices and lasers incorporating the same
US20090129413A1 (en) * 2007-11-20 2009-05-21 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Methods and Apparatus for Generating RGB Laser Light
TW201320512A (zh) * 2011-09-23 2013-05-16 Kla Tencor Corp 固態雷射及使用１９３奈米雷射之檢查系統
US20170269455A1 (en) * 2016-03-21 2017-09-21 Deutsches Elektronen-Synchrotron Desy Method and apparatus for generating thz radiation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
期刊 Karl A. Tillman and Derryck T. Reid Femtosecond seeded 150 nm-bandwidth optical parametric amplifier for active imaging applications at 1550 nm Proc. SPIE 5989, Technologies for Optical Countermeasures II, Femtosecond Phenomena II, and Passive Millimetre-Wave and Terahertz Imaging II 59890R SPIE 7 November 2005 59890R *

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