Генератор широкополосного красного света для rgb-дисплея - RU2017108456A

1. Генератор широкополосного красного света (для RGB-дисплея), содержащий:

одномодовый импульсный иттербиевый (Yb) волоконный лазерный источник накачки, сконфигурированный для испускания светового излучения накачки на основной моде с длиной волны накачки, выбранной из диапазона длин волн 1030-1120 нм;

одномодовый волоконный комбинационный преобразователь, соединенный с выходом иттербиевого волоконного лазерного источника накачки и характеризующийся наличием сердцевины, направляющей импульсное световое излучение накачки, и оболочки, окружающей сердцевину,

при этом комбинационный преобразователь вызывает стоксов сдвиг частоты n-го порядка импульсного светового излучения накачки для выдачи светового излучения накачки с желаемой комбинационно сдвинутой длиной волны, которое варьирует в диапазоне 1220-1300 нм и характеризуется широкой спектральной линией по меньшей мере 10 нм, причем n является целым числом; и

однопроходный генератор второй гармоники (ГВГ), содержащий нелинейно-оптический кристалл трибората лития (ТБЛ), в который поступает световое излучение накачки с комбинационно сдвинутой длиной волны и который характеризуется такой шириной линии спектральной восприимчивости, которая является достаточной для охвата широкой спектральной линии светового излучения накачки, при этом ГВГ генерирует одномодовый импульсный красный свет с половиной желаемой комбинационно сдвинутой длины волны и широкой спектральной линией по меньшей мере 5 нм.

2. Генератор широкополосного красного света по п. 1, в котором каждый из одномодового иттербиевого лазерного источника накачки и одномодового волоконного комбинационного преобразователя сконфигурирован с волокном, сохраняющим поляризацию проходящего излучения, которое характеризуется наличием кварцевой сердцевины в кварцевой оболочке.

3. Генератор широкополосного красного света по п. 2, в котором одномодовый комбинационный преобразователь характеризуется такой длиной, которая достаточна для вызова стоксовых сдвигов частоты третьего и четвертого порядка для преобразования длины волны светового излучения накачки в желаемую комбинационно сдвинутую длину волны.

4. Генератор широкополосного красного света по п. 1, в котором одномодовый волоконный комбинационный преобразователь содержит сердцевину из фосфатного стекла в кварцевой оболочке.

5. Генератор широкополосного красного света по п. 4, в котором одномодовый комбинационный преобразователь характеризуется такой длиной, которая достаточна для вызова стоксова сдвига частоты первого порядка для преобразования длины волны светового излучения накачки в желаемую комбинационно сдвинутую длину волны.

6. Генератор широкополосного красного света по п. 1, в котором иттербиевый волоконный лазерный источник сконфигурирован со схемой задающего генератора-усилителя мощности (MOPFA), содержащей диодный лазер с резонатором Фабри-Перо, распределенный брэгговский отражатель (РБО), лазер с распределенной обратной связью (ЛРОС) или лазерный диод со стабилизированной длиной волны с выводом сохраняющего поляризацию проходящего излучения волокна, испускающим пучок накачки с длиной волны накачки, и сохраняющий поляризацию проходящего излучения волоконный бустер, при этом волоконный бустер сконфигурирован для выдачи импульсного светового излучения накачки с пиковой мощностью в несколько киловатт (кВт).

7. Генератор широкополосного красного света по п. 6, в котором волоконный бустер содержит:

сохраняющее поляризацию проходящего излучения активное волокно, легированное иттербием, которое содержит многомодовую сердцевину, которая характеризуется наличием поперечного сечения с двойным сужением и размерами для поддержки основной моды с длиной волны накачки,

сохраняющее поляризацию проходящего излучения одномодовое входное пассивное волокно, характеризующееся наличием сердцевины, которая направляет одиночную моду светового излучения накачки, при этом сердцевины пассивного волокна и волокна, легированного иттербием, характеризуются наличием концов, соединенных встык друг с другом, чтобы обеспечить введение одиночной моды в конец многомодовой сердцевины волокна, легированного иттербием, что обеспечивает возбуждение основной моды, и сердцевина сохраняющего поляризацию проходящего излучения одномодового входного пассивного волокна и конец сердцевины волокна, легированного иттербием волокно, сконфигурированы таким образом, чтобы значения диаметра модового поля соответствующей одиночной моды и основной моды по существу совпадали друг с другом.

8. Генератор широкополосного красного света по п. 6, дополнительно содержащий комбинационный затравочный источник света, функционирующий в режиме непрерывного излучения для испускания света с желаемой комбинационно сдвинутой длиной волны, который введен в одномодовый комбинационный преобразователь.

9. Генератор широкополосного красного света по п. 8, дополнительно содержащий волновой мультиплексор, который объединяет световое излучение накачки и свет с желаемой комбинационно сдвинутой длиной волны либо после, либо перед волоконным бустером.

10. Генератор широкополосного красного света по п. 2, в котором комбинационный преобразователь функционирует с эффективностью преобразования в диапазоне 50-80%, при этом общая степень преобразования электрической энергии в оптическую генератора варьирует в диапазоне от 6-10%.

11. Генератор широкополосного красного света по п. 1, в котором желаемая комбинационно сдвинутая длина волны с широкой спектральной линией по меньшей мере 5 нм является достаточной для существенного уменьшения помехи в виде спеклов при подсветке RGB-дисплея.

12. Генератор широкополосного красного света (для RGB-дисплея), содержащий:

одномодовый импульсный иттербиевый (Yb) волоконный лазерный источник накачки, испускающий световое излучение накачки на основной моде с длиной волны накачки от приблизительно 1030 нм до приблизительно 1120 нм;

одномодовый волоконный комбинационный лазер, соединенный с выходом иттербиевого волоконного лазерного источника накачки и характеризующийся наличием сердцевины, направляющей импульсное световое излучение накачки, и оболочки, окружающей сердцевину,

при этом комбинационный лазер вызывает стоксов сдвиг частоты n-го порядка импульсного светового излучения накачки для выдачи импульсного светового излучения накачки с желаемой комбинационно сдвинутой длиной волны, которое варьирует в диапазоне 1220-1300 нм и характеризуется широкой спектральной линией по меньшей мере 15 нм, причем n является целым числом; и

нелинейно-оптический кристалл трибората лития (ТБЛ), в который поступает световое излучение накачки с желаемой комбинационно сдвинутой длиной волны и который характеризуется такой шириной полосы спектральной восприимчивости, которая является достаточной для охвата широкой спектральной линии выходного светового излучения накачки, чтобы сгенерировать одномодовый импульсный широкополосный красный свет с половиной желаемой комбинационно сдвинутой длины волны, при этом красный свет характеризуется широкой спектральной линией по меньшей мере 5 нм.

13. Генератор широкополосного красного света по п. 12, в котором одномодовый волоконный комбинационный лазер сконфигурирован с кварцевой сердцевиной, окруженной кварцевой оболочкой, при этом множество разнесенных отражателей вставлены в кварцевую сердцевину, ограничивая резонансную полость.

14. Генератор широкополосного красного света по п. 13, в котором одномодовый комбинационный лазер содержит пять брэгговских решеток с высокой отражающей способностью.

15. Генератор широкополосного красного света по п. 14, в котором комбинационный лазер сконфигурирован с выходной брэгговской решеткой с низкой отражательной способностью, прозрачной для светового излучения накачки с желаемой комбинационно сдвинутой длиной волны, или без указанной решетки.

16. Генератор широкополосного красного света по п. 13, в котором иттербиевый волоконный лазерный источник сконфигурирован со схемой задающего генератора-усилителя мощности (MOPFA), содержащей диодный лазер с резонатором Фабри-Перо, ЛРОС, РБО или лазерный диод со стабилизированной длиной волны с выводом сохраняющего поляризацию проходящего излучения волокна, и сохраняющий поляризацию проходящего излучения волоконный бустер, при этом волоконный бустер сконфигурирован для выдачи импульсного светового излучения накачки с пиковой мощностью в несколько киловатт (кВт).

17. Генератор широкополосного красного света по п. 16, в котором время прохождения в прямом и обратном направлениях каждого импульса сигнального света с желаемой комбинационно сдвинутой длиной волны в резонансной полости соответствует частоте повторения пучка накачки, в результате чего каждый последующий импульс сигнального света с желаемой комбинационно сдвинутой длиной волны совпадает по времени и в пространстве с импульсом светового излучения накачки, введенным в комбинационный лазер.

18. Генератор широкополосного красного света по п. 13, в котором иттербиевый волоконный лазерный источник содержит импульсный лазер с резонатором Фабри-Перо, сконфигурированный для выдачи серии импульсов накачки, каждый из которых характеризуется длительностью в микросекундном диапазоне.

19. Генератор широкополосного красного света (для RGB-дисплея), содержащий:

одномодовый импульсный иттербиевый (Yb) волоконный лазерный источник накачки, испускающий световое излучение накачки на основной моде с длиной волны накачки в диапазоне 1030-1120 нм;

одномодовый волоконный комбинационный преобразователь, соединенный с выходом иттербиевого волоконного лазерного источника накачки и характеризующийся наличием сердцевины, направляющей импульсное световое излучение накачки, и оболочки, окружающей сердцевину,

при этом комбинационный преобразователь вызывает стоксов сдвиг частоты n-го порядка импульсного светового излучения накачки для выдачи сигнального света с желаемой комбинационно сдвинутой длиной волны, который варьирует в диапазоне от 1220 и 1300 нм и характеризуется широкой спектральной линией по меньшей мере 15 нм, причем n является целым числом; и

нелинейно-оптический кристалл трибората лития (ТБЛ), в который поступает сигнальный свет с комбинационно сдвинутой длиной волны и который характеризуется такой шириной полосы спектральной восприимчивости, которая является достаточной для охвата широкой спектральной линии светового излучение накачки, чтобы сгенерировать одномодовый импульсный широкополосный красный свет с половиной желаемой комбинационно сдвинутой длины волны, при этом красный свет характеризуется широкой спектральной линией по меньшей мере 5 нм.

20. Генератор широкополосного красного света по п. 19, в котором комбинационный преобразователь является комбинационным устройством сдвига или комбинационным лазером.

21. Генератор широкополосного красного света по п. 19, дополнительно содержащий комбинационный затравочный источник света, выбранный из комбинационного волоконного лазера с резонатором Фабри-Перо, диода с резонатором Фабри-Перо, ЛРОС, РБО или лазера со стабилизированной длиной волны и функционирующий для испускания импульсного сигнального света с желаемой комбинационно сдвинутой длиной волны, и волновой мультиплексор, расположенный перед комбинационным преобразователем и сконфигурированный для объединения импульсов светового излучения накачки и импульсов сигнального света с соответствующими длинами волны накачки и комбинационно сдвинутыми длинами волны.

22. Генератор широкополосного красного света по п. 19, в котором желаемая комбинационно сдвинутая длина волны с широкой спектральной линией по меньшей мере 5 нм является достаточной для существенного уменьшения помехи в виде спеклов при подсветке RGB-дисплея.

23. Генератор широкополосного света (для RGB-дисплея), содержащий:

одномодовый импульсный иттербиевый (Yb) волоконный лазерный источник накачки, сконфигурированный для испускания светового излучения накачки на основной моде с длиной волны накачки, выбранной из диапазона длин волн 1030-1120 нм;

одномодовый волоконный комбинационный преобразователь, соединенный с выходом иттербиевого волоконного лазерного источника накачки и характеризующийся наличием сердцевины, направляющей импульсное световое излучение накачки, и оболочки, окружающей сердцевину,

при этом комбинационный преобразователь вызывает стоксов сдвиг частоты n-го порядка импульсного светового излучения накачки для выдачи светового излучения накачки с желаемой комбинационно сдвинутой длиной волны, при этом n-й порядок выбран из группы, состоящей из первого, второго, третьего, четвертого и пятого стоксовых порядков; и

генератор второй гармоники (ГВГ), содержащий нелинейно-оптический кристалл трибората лития (ТБЛ), в который поступает световое излучение накачки с комбинационно сдвинутой длиной волны и который характеризуется такой шириной линии спектральной восприимчивости, которая является достаточной для охвата широкой спектральной линии светового излучения накачки, при этом ГВГ генерирует одномодовый импульсный свет с половиной желаемой комбинационно сдвинутой длины волны и широкой спектральной линией по меньшей мере 1 нм.

24. Генератор широкополосного света по п. 23, в котором широкополосный свет выбран из группы, состоящей из зеленого, желтого, оранжевого, красного света и их сочетания.