一種激光光源和激光光源的設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種激光光源和激光光源的設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，能夠輸出多束指定波長(zhǎng)激光的激光光源非常少見(jiàn)，僅見(jiàn)的三基色激光光源也存在很多問(wèn)題，目前的三基色激光光源的實(shí)現(xiàn)方案大多是:通過(guò)半導(dǎo)體激光器泵浦固體激光器產(chǎn)生初始激光，再通過(guò)倍頻晶體對(duì)初始激光進(jìn)行倍頻得到三基色。該方案需要利用半導(dǎo)體激光器、固體激光器和倍頻晶體，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，配置不夠合理，而且由于作為泵浦源的半導(dǎo)體激光器往往受溫度等環(huán)境因素影響較大，導(dǎo)致半導(dǎo)體激光器輸出波長(zhǎng)不穩(wěn)定，進(jìn)而導(dǎo)致泵浦固體激光器的過(guò)程也十分不穩(wěn)定，即現(xiàn)有技術(shù)中的三基色激光光源的可靠性不高，不符合應(yīng)用需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種激光光源和激光光源的設(shè)計(jì)方法，以解決上述問(wèn)題或者至少部分地解決上述問(wèn)題。
[0004]依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種激光光源，該激光光源包括:多個(gè)激光器、轉(zhuǎn)換透鏡、光柵和外腔鏡；
[0005]所述多個(gè)激光器輸出多束不同波長(zhǎng)范圍的激光，每個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)均包含一個(gè)指定波長(zhǎng)；
[0006]所述轉(zhuǎn)換透鏡分別對(duì)多束激光進(jìn)行準(zhǔn)直，并將準(zhǔn)直后的多束激光會(huì)聚在所述光柵上;
[0007]所述光柵分別對(duì)多束激光進(jìn)行衍射，使得每束激光對(duì)應(yīng)的指定波長(zhǎng)激光以相同的衍射角出射到所述外腔鏡上；
[0008]所述外腔鏡為部分反射部分透射鏡，用于分別對(duì)多束指定波長(zhǎng)激光進(jìn)行反射，使得每束指定波長(zhǎng)激光沿原光路返回對(duì)應(yīng)激光器中；以及用于輸出多束指定波長(zhǎng)激光。
[0009]可選地，所述多個(gè)激光器的出光端面均位于所述轉(zhuǎn)換透鏡的前焦面上；
[0010]所述轉(zhuǎn)換透鏡與所述光柵在光軸上的距離等于所述轉(zhuǎn)換透鏡的焦距；
[0011]對(duì)于每束激光，該束激光以入射角i入射到所述光柵上，該束激光對(duì)應(yīng)的指定波長(zhǎng)激光為波長(zhǎng)為λ的激光，該指定波長(zhǎng)激光以衍射角Θ從所述光柵出射，所述光柵的光柵周期為d，則:dX (sin 1-sin θ ) = mX λ，其中m為整數(shù)；
[0012]所述外腔鏡的鏡面與所述光柵的光柵平面的夾角等于Θ。
[0013]可選地，所述多個(gè)激光器為半導(dǎo)體激光器。
[0014]可選地，所述多個(gè)激光器的出光端面上鍍有增透膜。
[0015]可選地，每束激光對(duì)應(yīng)的指定波長(zhǎng)激光包括:每束激光對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)范圍內(nèi)，衍射效率最高的波長(zhǎng)的激光。
[0016]可選地，所述光柵為透射型光柵或反射型光柵。
[0017]可選地，所述激光光源為三基色激光光源；
[0018]所述多個(gè)激光器包括:紅光激光器、綠光激光器和藍(lán)光激光器；
[0019]所述紅光激光器輸出波長(zhǎng)范圍為610nm-720nm的紅光激光，所述綠光激光器輸出波長(zhǎng)范圍為490nm-540nm的綠光激光，所述藍(lán)光激光器輸出波長(zhǎng)范圍為380nm_465nm的藍(lán)光激光。
[0020]可選地，所述紅光激光對(duì)應(yīng)的指定波長(zhǎng)激光為610nm激光，所述綠光激光對(duì)應(yīng)的指定波長(zhǎng)激光為515nm激光，所述藍(lán)光激光對(duì)應(yīng)的指定波長(zhǎng)激光為420nm激光；
[0021]紅光激光以入射角il入射到所述光柵上，610nm激光以衍射角Θ從所述光柵出射，則:dX (sin il-sin θ ) = 610 ；
[0022]綠光激光以入射角i2入射到所述光柵上，515nm激光以衍射角Θ從所述光柵出射，則:dX (sin i2_sin θ ) = 515 ；
[0023]藍(lán)光激光以入射角il入射到所述光柵上，420nm激光以衍射角Θ從所述光柵出射，則:dX (sin i3_sin θ ) = 420。
[0024]依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種激光光源的設(shè)計(jì)方法，該方法包括:
[0025]利用多個(gè)激光器輸出多束不同波長(zhǎng)范圍的激光，在每個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)選擇一個(gè)指定波長(zhǎng)；
[0026]利用轉(zhuǎn)換透鏡分別對(duì)多束激光進(jìn)行準(zhǔn)直，并將準(zhǔn)直后的多束激光會(huì)聚在光柵上；
[0027]利用光柵分別對(duì)多束激光進(jìn)行衍射，使得每束激光對(duì)應(yīng)的指定波長(zhǎng)激光以相同的衍射角出射到外腔鏡上；
[0028]利用外腔鏡分別對(duì)多束指定波長(zhǎng)激光進(jìn)行反射，使得每束指定波長(zhǎng)激光沿原光路返回對(duì)應(yīng)激光器中；以及利用外腔鏡輸出多束指定波長(zhǎng)激光。
[0029]可選地，所述激光光源為三基色激光光源；
[0030]則所述利用多個(gè)激光器輸出多束不同波長(zhǎng)范圍的激光包括:
[0031]利用紅光激光器輸出波長(zhǎng)范圍為610nm-720nm的紅光激光；利用綠光激光器輸出波長(zhǎng)范圍為490nm-540nm的綠光激光；利用藍(lán)光激光器輸出波長(zhǎng)范圍為380nm_465nm的藍(lán)光激光。
[0032]由上述可知，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有如下有益效果:所構(gòu)成的激光器外腔具有一定的波長(zhǎng)選擇性，鎖定了激光器輸出的波長(zhǎng)范圍中的指定波長(zhǎng)，壓窄了光譜寬度，使得激光光源能夠輸出較鮮艷的顏色，提高了激光光源的穩(wěn)定性，使其在更寬的溫度波動(dòng)范圍內(nèi)仍然能夠輸出恒定的波長(zhǎng)；并且激光光源將多個(gè)激光器輸出的多束指定波長(zhǎng)激光合在一起，便于不同指定波長(zhǎng)激光之間的組合和顯示，符合應(yīng)用需求。
【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種激光光源的光路圖；
[0034]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的一種激光光源的光路圖；
[0035]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的光柵的光路圖；
[0036]圖4A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的紅光激光的衍射效率隨波長(zhǎng)變化的示意圖；
[0037]圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的綠光激光的衍射效率隨波長(zhǎng)變化的示意圖；
[0038]圖4C示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的藍(lán)光激光的衍射效率隨波長(zhǎng)變化的示意圖；
[0039]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種激光光源的設(shè)計(jì)方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0041]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一種激光光源的光路圖。如圖1所示，該激光光源包括:三個(gè)激光器1、轉(zhuǎn)換透鏡2、光柵3和外腔鏡4 ;三個(gè)激光器I的出光端面均位于轉(zhuǎn)換透鏡2的前焦面上；轉(zhuǎn)換透鏡2與光柵3在光軸上的距離等于轉(zhuǎn)換透鏡2的焦距。
[0042]三個(gè)激光器I輸出三束不同波長(zhǎng)范圍的激光，每束激光的波長(zhǎng)范圍內(nèi)均包含一個(gè)指定波長(zhǎng)；轉(zhuǎn)換透鏡2分別對(duì)三束激光進(jìn)行準(zhǔn)直，并將準(zhǔn)直后的三束激光會(huì)聚在光柵3上；光柵3分別對(duì)三束激光進(jìn)行衍射，使得每束激光對(duì)應(yīng)的指定波長(zhǎng)激光以相同的衍射角出射到外腔鏡4上，對(duì)于每束激光，該束激光以入射角i入射到光柵3上，該束激光對(duì)應(yīng)的指定波長(zhǎng)激光為波長(zhǎng)為λ的激光，該指定波長(zhǎng)激光以衍射角Θ從光柵3出射，光柵3的光柵周期為d，則滿足衍射方程:dX (sin 1-sin θ) = mX λ，m為整數(shù)；外腔鏡4的鏡面與光柵3的光柵平面的夾角等于Θ，外腔鏡4為部分反射部分透射鏡，分別對(duì)三束指定波長(zhǎng)激光進(jìn)行反射，使得每束指定波長(zhǎng)激光沿原光路返回對(duì)應(yīng)激光器中；以及用于輸出三束指定波長(zhǎng)激光。
[0043]在圖1所示的激光光源中，在激光器光路上放置轉(zhuǎn)換透鏡2、光柵3和外腔鏡4，每個(gè)激光器輸出的具有一定發(fā)散角的激光光束經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換透鏡2后被