[实用新型]采用双TEC的LD泵浦绿光固体激光器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种LD泵浦绿光固体激光器，尤其涉及一种采用双TEC的LD泵浦绿光固体激光器。

背景技术

激光因其近似为点光源，发散角度小，光路效率高，色彩表现力强，已逐渐成为比较理想的微型投影光源。

随着激光光源技术的发展，红光半导体激光器和蓝光半导体激光器都已比较成熟，但绿光半导体激光器的发展还需要技术上的重大突破才有可能实现产业化，现阶段绿光激光器主要由半导体泵浦固体激光器产生。

LD泵浦绿光固体激光器主要由以808nm红外激光器（IR，infra red）作为半导体泵浦激光源和激光晶体组成。通常激光晶体工作条件要求比较高：首先是激光晶体的工作温度要求严格，其次激光晶体对IR中心波长及波宽要求严格。而目前IR中心波长离散度普遍比较大，需要通过调整IR温度控制其中心波长来满足激光晶体对IR吸收波长的要求，采用单TEC同时满足对IR波长调整和对激光晶体工作温度控制比较困难，无法实现LD泵浦绿光固体激光器的产业化。本实用新型采用双TEC结构，可使LD绿光泵浦固体激光器的产业化成为可能。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种采用双TEC的LD泵浦绿光固体激光器，该结构的激光器工作效率高、输出功率稳定，易批量生产，可作为激光微型投影装置的绿光光源。

采用双TEC的LD泵浦绿光固体激光器，包括：

红外激光器IR、IR温度传感器、IR温度闭环控制电路、用于调整IR波长的TEC1、IR光功率闭环控制电路、激光晶体、激光晶体温度传感器、激光晶体温度闭环控制电路、用于控制激光晶体温度的TEC2、绿光光强传感器、TEC1和TEC2热沉，以及放置所述激光器的导热箱体。所述激光晶体可以为ND:YVO₄与PPLN或者为KTP的胶合晶体。

IR温度闭环控制电路用于调整TEC1的工作电流，以控制IR工作温度。非锁相的IR中心波长是随着其工作温度变化而变化的，通常约为0.3nm/℃。调试标定阶段，用波长计监测IR波长，通过IR温度控制电路调整TEC1的工作电流以调整IR工作温度，直至IR输出波长满足激光晶体对IR吸收波长的要求，记录此时的IR温度传感器输出值作为IR温度控制电路的设置值。实际工作时，通过IR温度闭环控制电路调整TEC1的工作电流以调整IR工作温度并锁定于此设置值，此时IR的波长即为所需波长。IR温度控制电路，以IR温度传感器的输出作为输入，TEC1工作电流为输出的闭环控制回路，通过锁定IR的工作温度得到锁定IR波长的目的。或者，调试标定阶段，先锁定激光晶体温度在激光晶体标称温度附近并锁定IR工作电流、调整IR与激光晶体的相对位置并直到有绿光输出，然后通过IR温度闭环控制电路调整TEC1的工作电流对红色激光器IR工作温度进行扫描，如在红色激光器IR温度标称值的正负10度范围内扫描，同时通过绿光光强传感器或光功率计监测绿光功率并被IR温度闭环控制电路获取，IR温度闭环控制电路自动保存绿光功率最大时的IR工作温度作为设置值；实际工作阶段IR温度控制电路调整TEC1的工作电流以调整红色激光器IR工作温度并锁定于此设置值。

激光晶体温度闭环控制电路用于调整TEC2的工作电流，以控制激光晶体的工作温度。通常同一批次的激光晶体最佳工作温度（此时有较高光光转换效率）离散度不大，先测试出激光晶体最佳工作温度作为激光晶体温度闭环控制电路的设置温度，通过激光晶体温度闭环控制电路调整TEC2的工作电流，使得激光晶体锁定在最佳工作温度状态。为了降低对激光晶体温度闭环控制电路的要求和激光晶体最佳工作温度离散度的影响，在完成对IR工作温度和工作电流锁定的基础上，通过激光晶体温度闭环控制电路调整TEC2的工作电流对激光晶体工作温度进行扫描，如在激光晶体工作温度标称值的正负3度范围内扫描，同时通过绿光光强传感器或光功率计监测绿光功率并被激光晶体温度闭环控制电路获取，激光晶体温度闭环控制电路自动保存绿光功率最大时的激光晶体工作温度作为设置值；实际工作阶段激光晶体温度控制电路调整TEC2的工作电流以调整激光晶体工作温度并锁定于此设置值。

绿光光强传感器的输出作为IR光功率闭环控制电路的输入，通过调整红外激光器IR的工作电流控制IR的输出功率，得到稳定光强度的绿光。

为了降低成本减小体积，所述IR温度闭环控制电路、激光晶体温度闭环控制电路和IR光功率闭环控制电路可与应用系统中其它电路合并。