摘要：結(jié)合激光顯示和藍(lán)光光盤(pán)等主要應(yīng)用，介紹全固態(tài)藍(lán)光激光器的多種技術(shù)和最新發(fā)展。重點(diǎn)講述了藍(lán)光半導(dǎo)體激光以及半導(dǎo)體激光直接倍頻藍(lán)光激光器技術(shù)的進(jìn)展。最后對(duì)藍(lán)光激光器的一些主要應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)。
關(guān)鍵字：藍(lán)光激光、激光顯示、藍(lán)光光盤(pán)、藍(lán)光ld
1.激光顯示與藍(lán)色激光
激光顯示采用紅、綠、藍(lán)三基色全固態(tài)激光器作為光源，由于激光的高色純度，按三基色合成原理在色度圖上形成的色度三角形面積最大，因而激光顯示的圖像有著比現(xiàn)有彩色電視更大的色域、更高的對(duì)比度和亮度，顏色更鮮艷，能反映自然界的真實(shí)色彩，在家庭影院和大屏幕顯示領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景[1]。2002年韓國(guó)三星公司就已經(jīng)推出了80英寸vga分辨率的高亮度激光電視的樣機(jī)，可以獲得很好的顯示效果。作為激光全色顯示的關(guān)鍵技術(shù)，紅、綠、藍(lán)三基色全固態(tài)激光器也已成為當(dāng)前國(guó)際上研究的熱點(diǎn)。其中，三基色光源中的藍(lán)色激光是目前激光顯示研究中的瓶頸。
實(shí)現(xiàn)全固態(tài)藍(lán)色激光光源的途徑主要有三種：(1)直接發(fā)射藍(lán)光的激光二極管；(2)ld倍頻的藍(lán)色光源；(3)ld泵浦通過(guò)非線性光學(xué)手段獲得的藍(lán)色激光器。
直接發(fā)射藍(lán)光的半導(dǎo)體激光器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、電-光轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)。能夠直接發(fā)射藍(lán)色激光的ld一直受到人們的關(guān)注。但由于半導(dǎo)體材料本身的缺陷難于克服，使得藍(lán)色激光二極管的發(fā)展相對(duì)緩慢，與實(shí)用化之間還有一段距離。通過(guò)ld泵浦非線性光學(xué)頻率轉(zhuǎn)換如倍頻、和頻等方法來(lái)得到高轉(zhuǎn)換效率的藍(lán)色激光輸出。此外直接倍頻ld獲得藍(lán)色激光，能夠?qū)崿F(xiàn)高的光-光轉(zhuǎn)換效率；要求改善ld光束質(zhì)量、壓縮其發(fā)射線寬，并且將ld輸出鎖定在非線性晶體無(wú)源諧振腔的共振頻率上，是這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵所在。
以上這些技術(shù)都有自身的缺點(diǎn)，離激光顯示的真正應(yīng)用尚有一定差距。目前激光顯示研究過(guò)程中，所采用的藍(lán)色激光主要采用的方法是采用基于美國(guó)專利（us patent no.4809291）制造的473nm藍(lán)色激光[2]，即利用ld泵浦nd:yag的準(zhǔn)三能級(jí)4f3/2->4i9/2的946nm倍頻，并抑制1064nm的躍遷。但是這種方法效率比較低且實(shí)施難度較大。最近我們擬采用的窄帶寬ld直接倍頻ppln的技術(shù)來(lái)獲得藍(lán)色激光，既可以實(shí)現(xiàn)高的光光轉(zhuǎn)換效率，而且技術(shù)方案簡(jiǎn)單，是一個(gè)有潛力的選擇。
2.藍(lán)光激光二極管
1999年[3]nichia公司生產(chǎn)出第一臺(tái)藍(lán)光半導(dǎo)體激光器，標(biāo)志著下一代光存儲(chǔ)的應(yīng)用已經(jīng)為期不遠(yuǎn)了。2002年出臺(tái)了命名為“藍(lán)光光盤(pán)”（blue-ray disc）的計(jì)劃。具體講，藍(lán)光ld可以在一張12cm的光盤(pán)上實(shí)現(xiàn)27gb的存儲(chǔ)量，它是現(xiàn)有技術(shù)的六倍，可以實(shí)現(xiàn)所有數(shù)字信息的存儲(chǔ)（包括音頻、視頻、電視、照片等應(yīng)用），大大方便了數(shù)字產(chǎn)品走進(jìn)家庭和人們的辦公室。例如，利用藍(lán)光光盤(pán)可以記錄兩小時(shí)的高標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視頻或者13小時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)電視。此外雙面存儲(chǔ)以及擴(kuò)大光盤(pán)尺寸可以最終獲得50-100gb的存儲(chǔ)容量。