然而，在可見光激光光譜仍然有空白難以填補，寬調(diào)諧性、特殊應(yīng)用所需的精確波長，以及一直難以捉摸的黃色或橙色光束。幸運的是，出現(xiàn)了新的改進光源填補了這些需求的空白，反映了早期實驗系統(tǒng)以及新研究的工程改進。
調(diào)諧參數(shù)源
光學(xué)參量光源自實驗室初期研究以來走了很長的路，他們的寬調(diào)諧范圍來自于利用非線性光學(xué)將泵浦光子分離成一對低能量光子，頻率稱為“信號”和“空載”加入等同泵浦頻率。當(dāng)紫外激光器泵浦時，典型的是355nm，他們可以跨越整個可見光譜并達到近紅外線。光學(xué)元件增加和頻和二次諧波可以拓展其調(diào)諧范圍達到紫外線，跨越200~2600nm。最熟悉的光學(xué)參量系統(tǒng)是光參量振蕩器(OPOs)和光學(xué)參量放大器(OPA)。重要的變化包括準(zhǔn)相位匹配(QPM)OPOs、同步泵浦OPOs以及種子OPAs。參量產(chǎn)生要求強大的泵浦源，對于典型的飛秒OPAs是每平方厘米數(shù)百億瓦。能量脈沖激光器或約束泵浦脈沖在波導(dǎo)或光纖小范圍內(nèi)可以滿足這些需求。
用于激光電影的VECSELs翻倍
可見光譜的固定波長覆蓋范圍參差不齊，釹激光器的二次諧波長期以來是532nm通用綠光的標(biāo)準(zhǔn)光源，紅光和藍光二極管就很容易找到。然而，其他波長被優(yōu)選用于許多應(yīng)用。倍頻近紅外半導(dǎo)體可產(chǎn)生其他可見光波長，但是要求高光束質(zhì)量，垂直腔表面發(fā)射激光器(VECSEL)滿足這一條件。光泵浦版本，也稱為光泵浦半導(dǎo)體碟片激光器(OPSLs)，連同內(nèi)腔二次諧波產(chǎn)生在世紀(jì)之交被引入商業(yè)應(yīng)用。相干公司現(xiàn)在提供從355nm到639nm的發(fā)光產(chǎn)品。
然而，電泵浦對于一些應(yīng)用更有吸引力，如RGB激光電影放映機。單個倍頻VECSELs可以在525nm到555nm波段發(fā)射幾百毫瓦，所以陣列可以產(chǎn)生通道所需的幾百毫瓦。使用多個在稍微不同線路的激光器發(fā)射減少激光散斑至所需的良好圖像質(zhì)量。倍頻VECSELs還可以提供其他難以生產(chǎn)的波長，如果有應(yīng)用需求。
拉曼頻移
產(chǎn)生黃色、橘色或紅色光的另外一種方式是通過拉曼頻移固體激光器的輸出到較長波段，然后倍頻。
IPG光電子公司通過三階過程產(chǎn)生的橘色激光束，涉及從摻鐿光纖激光器泵浦拉曼光纖激光器的光束倍頻，在2005年描述的實驗中，線偏振連續(xù)波摻鐿光纖激光器在1118nm輸出40W，周期性極化鈮酸鋰倍頻在589nm輸出3W。目前的商業(yè)版本是570~600nm連續(xù)輸出15W，類似的紅色激光器在615~650nm輸出20W。
可見光激光器的新基礎(chǔ)
繼續(xù)努力開發(fā)基本輸出在可見光的新型激光器，II-VI二極管激光器發(fā)射在中間可見光，但缺陷傳播嚴(yán)重限制了他們的壽命。日本日立中央研究所的人員報道鈹鋅鎘硒(BeZnCdSe)二極管保證會有更長的壽命。
稀土鐠和鏑在各種固態(tài)材料中發(fā)射可見光，許多由藍色InGaN二極管激光器泵浦。日本大阪大學(xué)的Y. Fujimoto報導(dǎo)了防水氟鋁酸鹽光纖摻雜離子有望比傳統(tǒng)氧化鏑光纖的輸出更高。摻鏑YAG在583nm波長輸出峰值功率150mW，受限泵浦二極管的亮度。摻Pr的氟化鋇釔在607nm連續(xù)輸出高達78mW。摻Pr的SrAl12O19波導(dǎo)激光器在644nm紅色波段輸出高達1W，在綠光525nm輸出高達36mW。
其他正在研究的基本可見光光源包括有機染料和膠體量子點的固態(tài)薄膜光泵浦。
展 望
如果你一直在關(guān)注可見光激光器在過去二十幾年的發(fā)展，這種進步是一個迅速發(fā)展。回過頭來看，你會發(fā)現(xiàn)這是一次革命。“你基本上都可以實現(xiàn)可見光波段，高功率、低成本激光技術(shù)，”Niven說，“這在以前是做不到的，而且更讓人興奮的是將帶來更多的新應(yīng)用。”
取得成功的關(guān)鍵是啟發(fā)式的發(fā)明、扎實的工程再結(jié)合認(rèn)真的投資。藍光HD視頻光盤的潛在巨大市場推動了藍光二極管激光器的數(shù)百萬美元投資?，F(xiàn)在，我們有更好的工具生產(chǎn)跨越可見光譜段的激光器。
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