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高功率全固态红、蓝激光器在激光显示、激光医疗和高密度存储等方面具有广阔的应用前景。激光显示技术是继黑白、彩色、数字显示技术后的新一代显示技术,是当今显示领域的热点研究方向。本文针对激光显示技术对激光光源的要求,开展了高功率全固态红蓝激光器研究。取得了如下创新成果:
1.LDA侧面泵浦的Nd:YAG/LBO腔内倍频红光激光器研究。发现Nd:YAG晶体1338nm谱线能够实现高功率激光输出,分析了谱线竞争对腔内倍频的影响。采用谱线选择技术分别实现1319nm和1338nm单谱线高功率激光振荡,同时设计出高泵浦功率热稳腔,采用高效倍频技术和模式选择技术,成功实现28W准连续波659.5nm红光、22.2W准连续波669nm红光和12.2W连续波669nm红光激光输出,均为当时国际最高。
2.LD端面泵浦的Nd:YAG/LBO腔内倍频473nm蓝光激光器研究。针对高亮度LD端面泵浦的Nd:YAG激光器中存在的严重热效应,采用复合激光棒提高冷却效果,同时设计出多种可实现高效倍频的高泵浦功率热稳谐振腔。利用腔内倍频理论,分析了倍频晶体LBO相位匹配方式和长度等参数对倍频效率的影响,确定了LBO最佳长度,并进行了实验验证。实现了连续波3.8W和准连续波2.25W473nm蓝光输出,当时同类技术国际最高。
3.LDA侧面泵浦的Nd:YAG/LBO腔内三倍频440nm蓝光激光器研究。采用Nd:YAG/LBO腔内倍频加和频方案,设计出高泵浦功率热稳腔,利用谱线选择技术实现1319nm单激光谱线振荡,采用高效倍频与和频技术,成功实现7.6W准连续波440nm蓝光激光输出。该研究结果同类技术国际最高,被2006年9月《Laser Focus World》作为news break报道。
4.采用功率精密控制技术,利用上述669nm红光、440nm蓝光与615nm绿光匹配实现大色域白光合成,并用于84英寸和140英寸激光显示系统,实现了世界上最大色域的激光显示(色域覆盖率73.6%),国际领先。