寬溫度范圍工作的全固態(tài)激光器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種激光器，特別是一種可在-40-+60°C溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作的全固 態(tài)激光器。
【背景技術(shù)】
[000引發(fā)光二極管簡稱為LED (Li曲t血itting Diode)，是半導(dǎo)體二極管的一種，可W把 電能轉(zhuǎn)化成光能。其原理是；當(dāng)給L邸加上正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和從N區(qū) 注入到P區(qū)的電子，在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā) 福射的巧光。LED具備對溫度不敏感、體積小、耗電低、壽命長、效率高、亮度高、無毒環(huán)保等 優(yōu)點，封裝后的LED防塵、防水汽、防靜電，在顯示和照明領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。
[0003] 傳統(tǒng)固體激光器通常采用閃光燈或者激光二極管（Laser Diode, LD)作為累浦源。 閃光燈累浦是利用惰性氣體電離后，通過大電流時氣體變?yōu)楦邷氐入x子體而發(fā)出高亮度的 光進行累浦。閃光燈具有較寬的發(fā)射光譜，但其光譜只有一小部分可W為增益介質(zhì)所吸收， 導(dǎo)致其能量轉(zhuǎn)換效率很低。LD累浦是利用其產(chǎn)生的激光進行累浦，其能量轉(zhuǎn)換效率較高， 但LD中屯、波長隨溫度漂移的系數(shù)一般為0. 3nm/°C，LD波長隨溫度的漂移會導(dǎo)致W其作為 累浦源的激光器只能工作在一個特定的溫度下，如果不對LD采取主動溫控措施則激光器 難W實現(xiàn)在-40-+60°C的寬溫度范圍內(nèi)獲得穩(wěn)定輸出，同時LD成本非常昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有的固體激光器輸出功率受溫度影響大的缺點，提供一 種寬溫度范圍工作的全固態(tài)激光器，該全固態(tài)激光器結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定，可在-40-+6(TC 的100°C溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：
[0006] 一種寬溫度范圍工作的全固態(tài)激光器，其特點在于包括大功率L邸光源、第一保 羅棱鏡、激光增益介質(zhì)、偏振片、1/4波片和第二保羅棱鏡，所述的大功率LED光源是將數(shù)個 單顆功率在1W W上的L邸密集陣列排布構(gòu)成，用于產(chǎn)生累浦光；所述的第一保羅棱鏡、激光 增益介質(zhì)、偏振片、1/4波片和第二保羅棱鏡依次位于同一光軸上并構(gòu)成諧振腔，產(chǎn)生激光； 所述的偏振片與光軸的夾角為布儒斯特角；所述的1/4波片為輸出激光波長對應(yīng)的零級波 片；所述的大功率LED光源的中屯、波長隨溫度的漂移系數(shù)小于0. lnm/°C;所述的第一保羅 棱鏡的棱線和第二保羅棱鏡的棱線相互正交。
[0007]所述的大功率LED光源是中屯、波長在400nm-450nm之間的大功率藍光LED,或者在550nm-600nm之間的大功率黃光LED,或大功率白光LED。
[000引所述的激光增益介質(zhì)為Nd: :YAG、Nd:Ce:YAG或Nd: :Ce:YAG晶體，晶體形狀是 方椿、圓椿或之字形板條；
[0009]采用大功率藍光L邸或黃光L邸或白光L邸作為累浦源，采用兩個正交放置的保 羅棱鏡作為諧振腔鏡，諧振腔中的1/4波片采用與輸出激光波長對應(yīng)的零級波片，保證激 光器對溫度的不敏感。腔內(nèi)激光經(jīng)過偏振片后形成水平方向的線偏振光，經(jīng)過1/4波片后， 變成圓偏振光，由第二保羅棱鏡反射再次通過1/4波片后，變成垂直方向的線偏振光，此時 的線偏振光無法再次通過偏振片，由偏振片禪合輸出。
[0010] 本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有如下的優(yōu)點：
[0011] 1、如圖 3(見參考文獻 1;化e Lin, etc. Sl:udy of Temperaure sensitive optical parameters and junction temperature determination of light-emitting diodes, Appl. Phy. Lett. 100, 202108, 2012.)所示，大功率藍光LED的發(fā)射峰值波長隨溫 度的漂移系數(shù)< 0. lnm/°C，同時大功率藍光LED的發(fā)射譜寬約為18皿，而Nd:化:YAG、 Nd: Ce: YAG或Nd: Cr: Ce: YAG等激光晶體在400-450nm W及550-600nm的吸收峰寬度都 近50皿，因此采用大功率藍光LED在400-450皿范圍內(nèi)累浦Nd:化:YAG、Nd:Ce:YAG或 Nd:化:Ce: YAG晶體，可W實現(xiàn)對溫度的不敏感；同理，采用大功率黃光LED在550-600皿 范圍內(nèi)累浦炯:化:￥46、炯:〔6:￥46或炯:化:〔6:￥46晶體，或者采用大功率白光160在 400-450nm W及 550-600nm 范圍內(nèi)累浦 Nd: Cr: YAG、Nd: Ce: YAG 或 Nd: Cr: Ce: YAG 晶體，也可 W實現(xiàn)對溫度的不敏感。此外，采用L邸作為累浦源，還具有體積小、耗電低、壽命長、效率 高、防塵、防水汽、防靜電、價格便宜、便于集成等優(yōu)點。
[0012] 2、采用正交放置的保羅棱鏡偏振禪合輸出諧振腔，由于分別在一個方向上能夠自 對準，通過一個波片/偏振片組合就可W實現(xiàn)禪合輸出，使得激光器結(jié)構(gòu)簡單，對大的溫度 變化保持不靈敏。
[0013] 3、采用與輸出激光波長對應(yīng)的零級波片，可W保證激光器禪合輸出率對溫度的不 敏感性。
【附圖說明】
[0014] 圖1是本發(fā)明寬溫度范圍工作的全固態(tài)激光器無Q開關(guān)運轉(zhuǎn)時的光路示意圖；
[0015] 圖2是本發(fā)明寬溫度范圍工作的全固態(tài)激光器Q開關(guān)運轉(zhuǎn)時的光路示意圖；
[0016] 圖3是基于GaN襯底的大功率藍光L邸在不同電流下發(fā)射峰值波長與環(huán)境溫度的 關(guān)系曲線。
[0017] 圖1和圖2中，1是大功率L邸光源，2是第一保羅棱鏡，3是激光增益介質(zhì)，4是偏 振片，5是1/4波片，6是第二保羅棱鏡，7是泡克耳斯盒，8是1/2波片。
【具體實施方式】
[0018] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合附圖和實施例對 本發(fā)明做進一步說明，但不應(yīng)W此限制本發(fā)明的保護范圍。
[0019] 實施例1
[0020] 如圖1所示，本發(fā)明的寬溫度范圍工作的全固態(tài)激光器，包括大功率L邸光源1、同 光軸依次放置的第一保羅棱鏡2、激光增益介質(zhì)3、偏振片4、1/4波片5和第二保羅棱鏡6。 所述的第一保羅棱鏡2、激光增益介質(zhì)3、偏振片4、1/4波片5和第二保羅棱鏡6位于同一 光軸，構(gòu)成諧振腔，產(chǎn)生激光；所述的激光增益介質(zhì)3為Nd:化:YAG晶體，晶體形狀是方椿、 圓椿