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红绿蓝激光发射“合成”白色激光

2008-08-19 14:49
Timeless落尘
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    在投影显示和其他照明应用中,大多数视觉颜色(包括白色)都可以通过红、绿、蓝光的加权复合得到。南京大学和山东大学的科学家们研究出了一种不同寻常的方式,他们首次利用二极管端面抽运调Q Nd:YAG激光器的多重频率转换,获得了高功率的红、绿、蓝激光光源[1]。

 

 

   图. 一个基频波长为1319nm和1064nm的双波长Nd:YAG激光器,通过它们的二次谐波分别产生660nm(红光)和532nm(绿光)的输出,同时 1319nm的三次谐波产生440nm(蓝光)的输出,形成了一个红绿蓝光激光器。准白色光源实际上是一个振荡的红绿蓝光源。

 

    为了获得红绿蓝光,该研究小组以一个间歇工作于1319nm和1064nm的双波长Nd:YAG激光器为基础,这两种基频波长的二次谐波分别产生 660nm(红光)和532nm(绿光)的输出光,同时1319nm的三次谐波用来获得440nm(蓝光)的输出光。南京大学的研究人员Xiaopeng Hu解释说:“简言之,就是一台激光器,一束光,三种输出(见图)。在任意时刻,输出激光在绿光和蓝光/红光间交替变换。由于激光器工作在高重复频率下(3.2 kHz),而这样的时间间隔远小于人眼的时间分辨率,因此我们从这个仪器看到的是准白光输出。”

 

    在该实验装置中,平均功率为5W的双波长调Q激光被聚焦到一个钽酸锂(LiTaO3)晶体内的光学超晶格中。为了实现频率转换,该超晶格是将若干的独立晶体元件以夹层方式制造的,这些晶体元件具有合适的相位匹配温度和随波长变化的非线性系数。第一套晶体元件对光源的1319nm基频波长产生二次谐波和三次谐波,获得红光和蓝光,而与第一套晶体串联的第二套晶体元件对1064nm基频波长产生二次谐波获得绿光输出。

 

    为了测量每种颜色的光的独立性能,研究人员利用棱镜将白光输出分成红绿蓝三种颜色。测量结果显示,红绿蓝光的输出功率分别为856mW、154 mW和112 mW,准白光输出的总功率约为1.01W。这种红绿蓝光的功率比为9.3:1.7:1.0 的复合光,与标准色度图上的一个冷白光点接近,相当于118lm和大约5000K的色温。测量结果表明,总输出功率在一个小时内的变化约为6.5%,考虑到1319nm和1064nm波长的输出功率变化分别为3.6%和2.6%,总的输出功率还是相当稳定的。

 

    Xiaopeng Hu表示:“目前,由于具有纯光谱色调、极大的焦深、高亮度、高对比度和优越的空间分辨率,激光投影显示已经引起了业界的广泛关注。采用基于光学超晶格的多波长准相位匹配频率转换技术的高功率全固态红绿蓝激光光源,具有结构紧凑、高效、稳固和易于使用的特点,将在激光投影显示领域获得潜在应用。此外,基于光学超晶格的多波长激光装置,也将应用于如激光医疗(包括诊断和治疗)等其他领域。”

 

    在投影显示和其他照明应用中,大多数视觉颜色(包括白色)都可以通过红、绿、蓝光的加权复合得到。南京大学和山东大学的科学家们研究出了一种不同寻常的方式,他们首次利用二极管端面抽运调Q Nd:YAG激光器的多重频率转换,获得了高功率的红、绿、蓝激光光源[1]。

 

 

   图. 一个基频波长为1319nm和1064nm的双波长Nd:YAG激光器,通过它们的二次谐波分别产生660nm(红光)和532nm(绿光)的输出,同时 1319nm的三次谐波产生440nm(蓝光)的输出,形成了一个红绿蓝光激光器。准白色光源实际上是一个振荡的红绿蓝光源。

 

    为了获得红绿蓝光,该研究小组以一个间歇工作于1319nm和1064nm的双波长Nd:YAG激光器为基础,这两种基频波长的二次谐波分别产生 660nm(红光)和532nm(绿光)的输出光,同时1319nm的三次谐波用来获得440nm(蓝光)的输出光。南京大学的研究人员Xiaopeng Hu解释说:“简言之,就是一台激光器,一束光,三种输出(见图)。在任意时刻,输出激光在绿光和蓝光/红光间交替变换。由于激光器工作在高重复频率下(3.2 kHz),而这样的时间间隔远小于人眼的时间分辨率,因此我们从这个仪器看到的是准白光输出。”

 

    在该实验装置中,平均功率为5W的双波长调Q激光被聚焦到一个钽酸锂(LiTaO3)晶体内的光学超晶格中。为了实现频率转换,该超晶格是将若干的独立晶体元件以夹层方式制造的,这些晶体元件具有合适的相位匹配温度和随波长变化的非线性系数。第一套晶体元件对光源的1319nm基频波长产生二次谐波和三次谐波,获得红光和蓝光,而与第一套晶体串联的第二套晶体元件对1064nm基频波长产生二次谐波获得绿光输出。

 

    为了测量每种颜色的光的独立性能,研究人员利用棱镜将白光输出分成红绿蓝三种颜色。测量结果显示,红绿蓝光的输出功率分别为856mW、154 mW和112 mW,准白光输出的总功率约为1.01W。这种红绿蓝光的功率比为9.3:1.7:1.0 的复合光,与标准色度图上的一个冷白光点接近,相当于118lm和大约5000K的色温。测量结果表明,总输出功率在一个小时内的变化约为6.5%,考虑到1319nm和1064nm波长的输出功率变化分别为3.6%和2.6%,总的输出功率还是相当稳定的。

 

    Xiaopeng Hu表示:“目前,由于具有纯光谱色调、极大的焦深、高亮度、高对比度和优越的空间分辨率,激光投影显示已经引起了业界的广泛关注。采用基于光学超晶格的多波长准相位匹配频率转换技术的高功率全固态红绿蓝激光光源,具有结构紧凑、高效、稳固和易于使用的特点,将在激光投影显示领域获得潜在应用。此外,基于光学超晶格的多波长激光装置,也将应用于如激光医疗(包括诊断和治疗)等其他领域。”

 

作者: Gail Overton

 

(编辑:小曾)

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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