由于一个欧洲联盟的开创性工作,紧凑型激光器可以在以前难以企及的光谱部分工作,并且适合大规模生产,现在已经触手可及。
数字放映机使用多种技术将图像投射到屏幕上。但现有的投影仪体积庞大,利用新的激光技术制造出体积足够小的投影仪,甚至可以安装到笔记本电脑甚至手机中,这一商业利益正日益增长。
坦佩雷大学光电子研究中心的Mircea Guina说:“这种设备将具有极高的市场潜力。”“但到目前为止,这项技术的发展在技术上受到‘绿色缺口’的阻碍,即缺乏绿色激光二极管。”
激光二极管非常紧凑,可批量生产,而且相对便宜。它们被广泛应用于诸如条形码阅读器、CD播放机和激光笔等普通设备中。标准的方法是使用所谓的“边缘发射”二极管,这种二极管提供有限的可见波长范围,事实证明在技术上很难扩大这一范围。在需要高亮度的地方也不合适。数字投影仪需要强有力的红、绿、蓝光源。特别是,如果没有一种新型的绿色激光器,紧凑型投影仪就无法实现。
Guina说:“使用传统的激光二极管技术仍然很难在激光投影应用的首选波长上产生高亮度的辐射。”“特别是,典型的直接发射红色激光二极管的发射限制在640-650纳米,而眼睛最敏感的是620-640纳米。它们还受温度变化的影响,需要高的工作电压。更糟糕的是,对于这种绿色,仍然没有合适的商业解决方案。”
新型纳米材料欧洲杯足球竞彩
Guina是欧盟资助的NATAL项目的项目经理,该项目旨在开发新的激光技术,不仅可以填补绿色缺口,还可以使许多其他应用成为可能,这些应用需要调到非常特定波长的高亮度微型激光。
该项目的突破性成果与新型半导体增益材料的发展和新型激光器的演示密切相关。欧洲杯足球竞彩Guina说:“关键技术是光泵浦的VECSEL,它类似于固体激光器的几何形状,同时保留了半导体增益介质提供的波长多功能性。”
垂直外腔表面发射激光器(VECSEL)是一种半导体激光器,可以产生垂直于芯片表面的高质量光束。这种几何形状也使它更容易散热,因此功率更高。
NATAL的研究重点是通过开发新的纳米材料来产生红色、绿色和蓝色波长,从而在VECSEL中提供增益——包括以前没有在VECSEL中使用的“量子点”结构——以及使用“倍频”。欧洲杯足球竞彩
该项目的亮点之一是直接在红光下工作的高功率vecsel和频率加倍的红外vecsel,可以在广受欢迎的绿色间隙中发射,以及在光谱的琥珀-橘红色部分。红色激光器本身的频率可以翻倍,从而发出紫外线。
众多的应用程序
Guina补充说:“其中一个合作伙伴,斯特拉斯克莱德大学光子学研究所,首次展示了直接发射红色vecsel泵浦的商业蓝色二极管激光器。”“该项目的另一个重要成果是一个完整的3D VECSEL模拟软件,该软件考虑了激光的几何形状以及光学和热特性。”
工业上使用的小型、批量生产的激光器可能有很多。NATAL的两个合作伙伴,欧司朗光电半导体和epiccrystals,正在开发用于投影技术的绿色激光器。
第三个工业合作伙伴,TOPTICA Photonics,致力于科学应用。TOPTICA Photonics总裁和NATAL项目传播经理Wilhelm Kaenders说:“使用所有半导体VECSEL技术,我们有了在近红外领域定制和波长定制解决方案的新机会。“结合我们已经建立的变频模块,我们最终可以插入绿色和红色之间的光谱缝隙。我们现在可以为光谱学家提供基于二极管的单频、固定频率和375到3000纳米的可调谐激光器。”
人工恒星
这种新型激光器还有许多其他的应用,如材料加工、UV光刻和医学。欧洲杯足球竞彩例如,琥珀色-橙红色激光器可以用于光动力疗法,并通过激发大气层高处的钠原子来为望远镜制造人造导航星,支持欧洲天文团体的长期目标。
在一些科学和医疗应用中,相对于现有的高成本、高维护的气体和离子激光器,紧凑、功率合理的可见光和紫外线激光器将更受青睐。
NATAL是由欧盟的第六个研究框架项目资助的,该项目于2008年8月结束,但其他几个项目仍在继续进行这项工作。其中一些研究的目标是开发发射较长红外波长的vecsel,可用于远距离传感、气体环境监测和外科组织焊接。发射超短光脉冲的激光器也在发展中。
“NATAL帮助在这个领域产生了大量的知识和新技术,”Guina说。“我们用vecsel做的很多事情现在都被认为是世界上最先进的。”
在欧盟第七框架计划资助的FastDot项目中,关于量子点VECSELs的工作正在继续进行。其他附带项目预计将在适当时候产生。
来源:ICT的结果