[发明专利]自注入波长转换无效

专利信息
申请号: 201080019297.6 申请日: 2010-04-21
公开(公告)号: CN102414942A 公开(公告)日: 2012-04-11
发明(设计)人: D·V·库克森考弗;李沈平 申请(专利权)人: 康宁股份有限公司
主分类号: H01S3/10 分类号: H01S3/10
代理公司: 上海专利商标事务所有限公司 31100 代理人: 钱慰民
地址: 美国*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 注入 波长 转换
【说明书】:

背景

技术领域

发明涉及经频率转换的激光源,且尤其涉及采用二次谐波发生和增益切换式自注入(self-seeding)的激光源。

技术背景

尽管本公开的各概念不限于在光谱的任意特定部分中操作的激光器,然而在本文中频繁地引用倍频绿色激光器,其中二极管IR源的波长波动一般产生经频率转换的绿色输出功率的波动。这种波动通常归因于经频率转换的激光器中使用的波长转换器件(典型地是周期性极化铌酸锂(PPLN)SHG晶体)的相对较窄的光谱接收曲线。如果上述经频率转换的激光器用在例如扫描投影仪中,则功率波动可产生不可接受的图像伪影。对于当激光器包括二区段或三区段DBR激光器时的特定情况,激光腔由在激光器芯片一侧上的相对较高反射率的布拉格反射镜和激光器芯片另一侧上的相对较低反射率涂层(0.5-5%)限定。这种配置的所得往返损耗曲线与布拉格反射镜的光谱反射率曲线成反比。而且,激光器仅选择被称为腔模式的数个离散波长。当芯片工作时,其温度改变,因此半导体材料的折射率改变,使腔模式相对于布拉格反射曲线移位。一旦当前的主腔模式离开布拉格反射曲线的峰值太远,激光器就切换到最接近布拉格反射曲线的峰值的模式,因为该模式对应于最低损耗——称为模式跳变的现象。

模式跳变可产生输出功率的突然变化,并将经常产生所投影图像的稍亮和稍暗区域之间的可见边界,因为模式跳变倾向于出现在所投影图像内的特定位置处。有时,即使当激光器离开布拉格反射峰超过一个自由光谱范围(模式间隔)时,激光器继续在特定的腔模式下发射——很可能与腔中的空间烧孔和电子光子动力学有关的现象。这导致两个或更多腔模式间隔的模式跳变以及相应的不可接受的大输出功率变化。根据本公开的主题,提供激光器配置和相应的操作方法以解决经频率转换的激光源中这些和其它类型的功率变化。

发明内容

根据本发明的一个实施例,提供一种操作经频率转换的激光源的方法。该激光源包括激光二极管、耦合光学器件、波长转换器件和外部反射器。该激光二极管被配置成在泵浦波长λP和脉冲重复频率vP下发射脉冲光学泵浦信号。激光二极管、耦合光学器件和外部反射器被配置成限定外部激光腔,该外部激光腔沿激光源的光程限定在激光二极管和外部反射器之间。波长转换器件沿激光源的光程定位在外部激光腔内,且配置成将泵浦波长λP转换成经转换的波长λC并透射剩余的未转换泵浦信号λP′。外部反射器被配置成透射经转换的波长λC并将未转换的泵浦信号λP′的至少一部分返回到激光二极管的增益区段作为自注入激光脉冲。根据该方法,驱动激光二极管的增益区段,使得脉冲重复频率vP小于但充分接近外部激光腔的往返飞行时间tF的数学倒数,或其整数倍,以确保从脉冲光学泵浦信号生成的相应自注入激光脉冲在连续光学泵浦信号脉冲的形成期间到达激光二极管的增益区段。构想到另外一些实施例。

附图简述

本发明的特定实施例的以下详细描述可在结合以下附图阅读时被最好地理解,在附图中类似的结构使用类似的附图标记指示,而且在附图中:

图1-6是其中可执行本发明的方法的经频率转换的激光源中的一些的示意图。

详细描述

首先参考图1,根据本发明的一个实施例,经频率转换的激光源100包括激光二极管10(例如图示为DBR或DFB激光二极管)、耦合光学器件20、波长转换器件30(例如呈现为波导PPLN晶体)、准直光学器件40、外部反射器50(例如图示为分色镜)。激光二极管10可操作在增益切换模式,以在泵浦波长λP和脉冲重复频率vP下发射脉冲光学泵浦信号12。激光二极管10、耦合光学器件20和外部反射器50被配置成沿激光源100的光程14在激光二极管10和外部反射器50之间限定外部激光腔。

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