[01070182]基于PPLN光学芯片微型绿光泵浦的多芯合束相干集成的高功率激光器

激光显示技术远优于现有的液晶和等离子体显示技术，凭借其高亮度、小体积、大屏幕、以及低成本和低能耗等优势，取代液晶和等离子体显示器而成为新一代显示器的主流。蓝绿光激光器有很多方面的应用，例如海底通信、生物医学仪器、环境监测等，专注于大屏幕背投电视(40-70英寸)、前投影仪(大于70英寸)、液晶显示电视的背光源，以及便携手持电子设备的微型投影显示器这一巨大市场。与等离子体、液晶等其它现有的显示技术相比，激光显示技术在亮度和色域方面有着无可比拟的优越性，然而激光显示器的推广和应用需要体积小，成本低的红-绿-蓝(RGB)激光器。现今，市场上虽然已有微型低成本的红光和蓝光半导体激光器，但是绿光半导体激光器却不存在。绿光需通过高效率的非线性光学芯片或者晶体，把由红光半导体激光器激发固体激光物质所发出的近红外光进行倍频转换而获得，即二极管泵浦固体(简称为DPSS)激光器技术。作为非线性光学芯片，要求它可以把泵浦光高效率地转换为绿光，并且无光损伤以及光、热的损耗。现今用于绝大多数DPSS激光器都是基于由KTP(磷酸氧钛钾晶体)和LBO(三硼酸锂)制成的非线性光学晶体。然而，缘于其低效率、低输出功率以及伴随的热问题，基于KTP和LBO的绿光激光器非常昂贵且体积太大，无法满足激光显示的要求。 采用周期性极化同成分掺氧化镁铌酸锂光学芯片(简称为PPLN光学芯片)以实现低成本的小型蓝、绿光激光器。这些光学芯片可以克服KTP和LBO晶体的固有缺陷，实现更好的性价比，从而使激光显示器在从大屏幕背投激光电视到袖珍个人便携式投影仪等领域的广泛应用成为可能。在世界激光学术界普遍认为基于PPLN光学芯片的绿光激光器是解决小型低成本绿光显示光源难题的唯一技术方案。如何得到超低成本PPLN光学芯片成为关键问题，以及已开发的基于PPLN光学芯片的微型/小型蓝、绿光激光器技术，迅速展开100毫瓦-3瓦蓝、绿光激光器的生产。基于同成分掺氧化镁铌酸锂的PPLN光学芯片是制造低成本高性能绿光激光器的最佳选择。PPLN光学芯片具有很高的转换效率，这意味着它们只需要低泵浦功率。这一特性解决了困扰DPSS激光器的散热和能耗问题。而且已经通过实验证明课题组的PPLN光学芯片在所有公布的数据中具有最佳的性能，高均匀度的极化已经取得其效率为理论极限值，即4％/Wcm。同时，该PPLN光学芯片不会产生光损伤，这对于基于KTP晶体的芯片来说正是一个关键性的障碍。 以此作为泵浦源，基于多芯微结构光纤特有的对光控制特性，利用相干合束的集成办法，实现高功率高光束质量绿光输出，实现更好的性价比，从而使激光显示器在从大屏幕背投激光电视到袖珍个人便携式投影仪等领域的广泛应用成为可能。