转换半导体激光器的波长面临挑战

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利用非线性光学的谐波产生和混频技术，可以对半导体激光器进行频率转换，但是这需要高功率，高光束质量和窄线宽。 非线性光学技术是填补激光光谱空白的有效办法，它包括简单的谐波产生和更为复杂的光参量振荡器（OPO）。二极管泵浦钕激光器的倍频使得绿色激光指示器的价格更低、结构紧凑，但是为什么开发人员不放弃激光泵浦，然后直接通过倍频的方式来产生所需的波长呢？ 绿光激光器实现了这一点，MicorVision公司生产的微微投影仪已经进入市? ５钦獠⒉蝗菀住７窍咝圆ǔぷ徊唤鲂枰叩募す庠垂β剩倚枰叩墓馐柿亢驼呖矸⑸洹０颜庑┨匦远技械揭惶ò氲继寮す馄魃喜⒉蝗菀住Ｈ欢孀偶际醯牟欢辖剑谝豢畈芬丫胧谐。⑷嗽被乖诒ǜ孀鸥嗔钊诵朔艿某晒ㄐ滦图す馄魃杓啤⒍鼙闷諳PO、量子级联激光器的谐波和差频的产生。 寻求倍频的二极管激光器 对二级管激光器进行倍频的工作起始于上世纪90年代早期，当时二极管已经达到较高的功率水平，但是波长止于红光。对近红外二极管激光器的输出进行倍频，可以得到可见光谱中的短波输出。针对激光显示等应用，还可使用直接调制的短波激光器。 相干公司成功研制出一款名为D3的激光器（直接倍频二极管激光器），该激光器对860nm二极管激光器的100mW输出进行倍频，从而生成10mW的430nm波长的蓝光。[1]它使用分布式布拉格反射激光器用于窄线宽输出，其输出还需要模式匹配并且相位锁定到外腔谐波发生器。这是业界第一款产品，但是由于没有找到合适的应用而最终退出市? ：廖抟晌剩糠衷蚴怯捎诘笔痹谌昭腔е晔交嵘绲闹写逍薅晒⒊隽死豆獾黠兀↖nGaN）激光器。相干公司最终开发出了光泵表面发射半导体激光器，它可以倍频输出可见光，但是其更像固体激光器而非二极管激光器。 蓝光二极管激光器的成功，在绿光为中心的可见光光谱中留下了空隙。几年后，当消费电子领域寻找一种新技术用于投影电视的时候，这一问题凸显出来。如果可以找到合适的530nm激光源，激光背投电视可以提供比平板显示更好的色域。倍频钕激光器似乎是一个合理的选择，但是由于不能按照所需速率直接对其进行调制，因此开发人员转而寻求倍频1060nm的二极管激光器或其他激光器，以生成530nm的绿光。随着背投电视逐渐淡出消费电子市场，大多数项目都因此搁浅，但也有一些项目转向了那些用于移动设备的微微投影仪。Portola Valley公司的光学顾问John Nightingale表示，这类应用的成本要远低于电视应用。 康宁公司已经在刚起步的微投影仪市场上有所开拓。去年该公司推出了一款商用版的投影仪，并为MicroVision公司的Showwx投影仪提供激光器，后者用于iPod和笔记本电脑。康宁公司的绿光激光器对分布式布拉格反射（DBR）激光器的1060nm的输出进行倍频，该DBR激光器发射单频单模激光。该激光器包括三部分：第一部分是DBR光栅，第二部分是相位调节器，第三部分是增益介质。康宁公司最初报道的结果是，通过把红外DBR输出激光耦合到周期性极化铌酸锂晶体内的二次谐波发生器，可以产生功率最高达104.6mW的530nm的二次谐波输出。[2]测试结果表明，该绿光光源可以在高于投影仪所需的50MHz的速率下进行调制，此后实验室版本的激光器的绿光输出功率达到了184mW。[3] 康宁公司去年发布的第一款商用样机可以输出60mW的激光（见图1）。2010年5月，该公司发布了80mW的样机，并表示其电光转换效率为8%，调制速率高达150MHz，可满足高图像分辨率的速率要求。 图1：康宁公司的用于微微投影仪的绿色激光器模块，它只有4mm厚。 图中显示了其与智能手机尺寸的对比锥形激光放大器 另一种生成高效谐波所需的高质量、高功率光束的办法是将单模脊形波导DBR二极管激光器和一个锥形放大器相结合（见图2）。德国Ferdinand Braun学院的G