[发明专利]一种扩展激光器输出线宽的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种扩展激光器输出线宽的方法，该方法可用于激光显示。

背景技术

众所周知，激光的单色性好、方向性强、相干性高。在激光显示方面，激光的高相干性会产生散斑(Speckle)效应，使显示成像质量下降，严重影响视觉效果。一文献号为CN101063519A的发明专利申请说明书公开了一种激光器阵列光纤耦合结构消除散斑的照明系统。该照明系统，包括：多个发射激光束的激光器；在每个激光器出光口前端与激光发射方向垂直放置一个准直元件和一会聚元件；一集束器，每个会聚元件的出光口与所述集束器的入口光学连接，用于将所有激光器发出的激光进行集束；一匀场整形装置，该匀场整形装置与集束器的出口光学连接，用于对集束器发出的激光进行匀场。虽然该发明能够消除激光干涉形成的散斑，但需在激光腔外设置准直、会聚元件，集束器，匀场整形装置等，消除散斑所采用装置的体积还是比较庞大、成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述激光照明、显示系统所存在的问题，提供一种扩展激光器输出线宽的方法。

本发明的技术方案是：一种扩展激光器输出线宽的方法，包括以下步骤：在激光腔内引入随激光增益中心区域波长变化的损耗元件，其在激光腔中产生的损耗曲线与激光介质增益曲线叠加复合，使激光腔中激光增益中心区域有较大腔内损耗，从而使增益较低波长区域在激光腔中获得起振，以加宽激光器输出线宽。

所述扩展激光器输出线宽的方法是在半导体泵浦倍频激光腔内设置倾斜的标准具，该标准具作为激光腔反射镜，其厚度为L，左、右两个表面的反射率分别为R1、R2；其中倍频光路与标准具反射面法线方向的夹角为θ；改变标准具的厚度L或左、右两个表面的反射率R1、R2，可以调节其透过率；调节同一标准具的倾斜度即改变θ值，可调节透过中心波长；这样标准具作为反射镜可以调节激光腔有效增益曲线。

所述扩展激光器输出线宽的方法是在激光腔内设置由偏振起偏器和晶体波片构成的双折射滤波器，当激光增益中心区域波长λ0处在双折射滤波器透过率较低的范围时，其激光腔内损耗较大，有效增益降低，利于扩展激光器输出线宽。

所述扩展激光器输出线宽的方法是在激光器腔镜上直接镀反射介质膜实现激光腔内增益调节，当激光增益中心区域波长λ0处在介质膜透过反射率较低的范围时，其激光腔内损耗较大，有效增益降低，利于扩展激光器输出线宽。

跟现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过提高激光增益带宽中心区域激光波长在激光腔中的损耗，使激光腔等效增益带宽增加来扩展激光线宽，即通过抑制激光增益带宽中心区域的波长来增加有效增益带宽，使激光增益带宽中较低增益的激光波长获得起振机会，从而使整个激光输出带宽变宽。本发明所述方法不仅可以用于上述实施例中所例举的半导体泵浦腔内倍频激光器和基波输出激光器，而且可以用于激光显示方面的RGB激光器，其能够有效抑制散斑(Speckle)效应。此外，制成的激光器体积小、成本低。

附图说明

图1a为普通激光波长发射截面与波长的关系曲线图；

图1b为激光腔内引入随波长变化的腔内损耗曲线图；

图1c为为激光腔内引入随波长变化的腔内损耗元件后激光腔等效增益曲线图；

图2为通常状态下标准具的透过曲线图；

图3为腔内插有标准具的激光器结构示意图；

图4为激光器腔镜上所镀介质膜反射率与波长的关系曲线图；

图5a为激光腔内所引入的双折射滤波器结构示意图；

图5b为图5a所示双折射滤波器滤波曲线图。

具体实施方式

扩展激光器输出线宽是降低散斑(Speckle)效应十分有效的方法。由激光原理可知，激光器输出线宽由激光增益半高宽所决定，而激光增益半高宽即激光增益带宽为激光增益介质所固有特性，所以普通激光器特别是连续激光器激光线宽为固定值。通常情况下半导体泵浦腔内倍频激光器的线宽非常窄，往往只有1nm，甚至0.1nm，为降低散斑(Speckle)效应，需扩展激光器输出线宽。