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在过去的十几年中,由于二极管泵浦固体激光器(Diodepumpedsolidstatelaser-DPSS)和准位相匹配(quasi-phasematching)材料研究的迅速发展,人们看到了实现红绿蓝三基色激光同时输出的小型全固态激光器的机遇/希望。同时输出红绿蓝(RGB)三基色激光的固体激光器的成功开发,必将推动激光投影显示(laserbasedprojectiondisplay)、激光彩色打印等技术的发展到一个新的台阶,极大地改变激光显示、激光信息处理等领域的技术发展现状。
在本文中,提出并实现了一种获得三基色激光同时输出的非常具有竞争力的技术路线。按照这种技术路线,本文做出了以下一些有意义的结果。
1.设计实现了Nd:YYO4晶体的双波长激光器—实现1342nm和1064nm激光的同时振荡。以输出的双波长激光作为基波,通过频率变换获得RGB激光的同时输出。频率变换所涉及如下非线性过程:1342nm基波倍频产生671nm的红光;1064nm的基波倍频产生532nm的绿光;671nm的红光与1342nm基波的和频产生447nm的蓝光。
根据“阈值平衡”理论,设计了三腔镜的双波长谐振系统,实现了1342nm和1064nm双波长激光的连续和准连续同时振荡。在一个更简单的双镜腔系统中,也获得了双波长激光的准连续输出。双波长输出功率随泵浦功率变化的特性,表现出了一些“特殊/反常”行为,文中给出一些定性的分析和总结。这些行为是目前已有理论所不能解释的。这说明了即使在这样一个简单的谐振系统中,也存在着我们所未曾预料到的复杂性。要得到清楚、完整的理论解释需要进一步更仔细的研究。
2.设计和制备了非周期极化的钽酸锂(APPLT)超晶格晶体,准位相匹配上述的三个非线性过程。制备过程中用的是标准的极化工艺,针对非周期结构的一些特性及其对最小畴精度的要求,探索和优化了极化参数。
用OPO可调谐激光对极化的APPLT晶体的倍频谱进行了扫描测量。检测到了红绿蓝(RGB)三基色激光的所需要的三个倒格矢。除此之外,也扫描到了对应于倍频产生597nm黄光产生的倒格矢,发现其也具有很高的强度。这种黄光倒格矢的产生是由于生成非周期的结构的耦合方法所造成的。
3.结合Nd:YVO4晶体双波长激光器和非周期的超晶格晶体,本文用一个简单紧凑的二极管泵浦系统获得了红绿蓝三基色激光的同时输出。红黄绿三色激光和红黄绿蓝四色激光的同时输出的结果也得到了演示,并且测量了四色激光的温度调谐曲线。多色激光输出的功率与前人的实验结果相比,有了显著的提高。