德国Ulm大学的研究人员已经发展出一种可以发出功率30mW,波长610nm的半导体碟型激光器(disk laser)。该团队指出,这种根据简单的二倍频(frequency-doubling)原理操作的激光器,可望取代价格昂贵且耗电的橘光光源,如以二极管激发的固态及染料激光器。
该研究团队的领导者Peter Unger说:“我们的装置主要的优点在于优良的光束品质、高输出功率以及藉由加大碟型激光器的受激面使功率倍增的可能性。”
Ulm的激光器是利用层状半导体发出波长1220nm的光,产生共振腔频率倍增。由于目前尚无半导体材料可以直接产生橘光波长,因此倍频是唯一的选择。一般的半导体激光器倍频装置中,通常需要光隔离器,也可能需要复杂的光学设计和调节电子线路,而腔内倍频并没有这些缺点。
这个半导体激光器的芯片含有由GaAsSb量子阱构成的增益区,及由层状AlGaAs 和AlAs所组成的布拉格反射镜,该芯片被装在共振腔内的散热器上。激光器的共振腔是由布拉格反射镜及外部的凹面镜所组成,而三硼酸锂晶体是置于共振腔内,负责产生第二谐波。
研究员利用一波长805nm的宽面积二极管激光器光激发出碟型激光器的1220nm基本波长,再倍频至波长610nm。根据Unger的说法,该激光器在-15℃时可以发出功率30mW波长610nm的光,而在室温下可以发出12mW。
Unger说:“我们希望找出最佳的晶体结构,目的是要提升输出功率,并开发其它波长,更长远的目标是应用这种二极管碟型激光器的腔内倍频原理,发展出轻巧、便宜且无光斑的红绿蓝(波长分别为630nm、530nm及460nm)激光器光源。”