在由加热导致的光降级之后恢复波导SHG

摘要

一种用于操作频率经转换的激光源的方法，该频率经转换的激光源包括至少一个半导体激光器(110)和光耦合至该至少一个半导体激光器(110)的波长转换器件(120)，该方法可包括：操作该频率经转换的激光源，以从波长转换器件(120)产生频率经转换的输出束(128)；以及将波长转换器件间歇地加热至高于该波长转换器件的恢复阈值温度T

说明书

发明背景

发明领域

本发明一般涉及频率经转换的激光源，更具体地涉及包括光耦合至二 次谐波产生(SHG)晶体或其它类型的光波长转换器件的半导体激光器等 等的频率经转换的激光源和操作该激光源的方法。

技术背景

通过将诸如红外或近红外分布反馈式(DFB)激光器、分布式布拉格反射 器(DBR)激光器或法布里—珀罗激光器之类的半导体激光器与诸如二次 或更高次谐波产生晶体之类的波长转换器件相结合，可形成短波长光源。 通常，该波长转换器件用于产生半导体激光器的基波束的较高次谐波。为 此，优选将半导体激光器的激射波长调谐至波长转换器件的光谱中心(例 如，将半导体激光器调谐成与波长转换器件相位匹配地操作)，且优选使 激光器的输出束与波长转换器件的输入刻面处的波导部分对准，以从波长 转换器件产生频率经转换的输出束。该安排可被称为频率转换的激光源。

诸如MgO掺杂的周期性极化铌酸锂(PPLN)二次谐波产生晶体之类 的典型波长转换器件的波导光模场直径可为若干微米的量级。由于这些尺 寸，波长转换器件中的能量密度在低达100mW的光功率水平下可为若干 MW/cm²量级。本申请的发明人已经发现，长期产生处于这种高能量密度的 频率经转换的输出束会导致半导体激光器的基束在波长转换器件中的传输 功率损失，以及从波长转换器件发射的频率经转换的输出束的功率损失。 可称为光变暗或光降级的该现象使频率经转换的激光源的性能降级。此外， 在半导体激光器与波长转换器件的相位匹配操作停止和/或将波长转换器件 储存于“暗”状态的延长周期之后，该性能损失未显著恢复。

因此，需要操作频率经转换的激光源以减轻光降级影响的替代方法。

发明内容

在本发明的一个方面中，一种用于操作频率经转换的激光源的方法， 该频率经转换的激光源包括至少一个半导体激光器和光耦合至该至少一个 半导体激光器的波长转换器件，该方法可包括：操作该频率经转换的激光 源，以从波长转换器件产生频率经转换的输出束；以及将波长转换器件间 歇地加热至高于该波长转换器件的恢复阈值温度T_R。当该波长转换器件被 加热至高于恢复阈值温度的温度时，可将该波长转换器件保持高于恢复阈 值温度T_R一段时间，所述一段时间足以恢复由于在该频率经转换激光源的 操作期间波长转换器件中的光降级而受损失的输出功率。

在另一方面中，一种频率经转换的激光源可包括波长转换器件、光耦 合至该波长转换器件的波导部分的至少一个半导体激光器、加热器以及控 制器。该加热器可热耦合至波长转换器件的波导部分且可操作用于将该波 导部分加热至高于该波长转换器件的恢复阈值温度T_R的温度。

将在以下详细描述中阐述本发明的附加特征和优点，这些特征和优点 一部分对于本领域的技术人员来说根据说明书就能理解，或者可通过实施 包括以下详细描述、权利要求书以及附图的本文所述的本发明认识到。

应当理解的是，以上一般描述和以下详细描述两者给出本发明的实施 例，并且它们旨在提供用于理解所要求保护的本发明的本质和特性的概观 或框架。包括的附图提供了对本发明的进一步的理解，且被结合在本说明 书中并构成说明书的一部分。附图示出本发明的各个实施例，并与本描述 一起用于说明本发明的原理和操作。

附图简述

图1是根据本文中所示和所描述的一个或多个实施例的频率经转换的 激光源的示意图；

图2是根据本文中所示和所描述的一个或多个实施例的频率经转换的 激光源的示意图；

图3A和3B示意性地描绘波长转换器件的两个实施例；

图4通过图形描绘了在频率经转换的激光源的相位匹配操作期间因变 于时间的若干基于波导的波长转换器件的频率经转换输出束功率；

图5通过图形描绘根据本文中示出和描述的一个或多个实施例的在加 热期间和加热后基于波导的波长转换器件的因变于时间的频率经转换输出 束功率(在相位匹配操作期间)和基束传输(在非相位匹配操作期间)； 以及

图6通过图形描绘根据本文中示出和描述的一个或多个实施例的基于 波导的波长转换器件的两个降级和恢复循环。

将详细参照本发明的诸实施例，在附图中示出了诸实施例的示例。在 可能时，在所有附图中使用相同的附图标记来指示相同或类似的部件。

详细描述

图1描绘频率经转换的激光源的一个实施例，该激光源一般包括光耦 合至波长转换器件的半导体激光器。如本文中提到，频率经转换的激光源 在高功率密度下的相位匹配操作的延长周期会导致波长转换器件的光降 级。在此将详细描述频率经转换的激光源和用于操作该频率经转换的激光 源以恢复由于光降级而受损失的光功率的方法。

图1和2一般描述频率经转换的激光源100、200的两个实施例。应当 理解实线和实箭头指示频率经转换的激光源的各部件之间的电互连。这些 实线和实箭头还指示了在各部件之间传输的电信号，包括但不限于电子控 制信号、数据信号等。此外，还应理解，虚线和虚箭头分别指示由半导体 激光器和波长转换器件所发射的光束，且虚线的可变长度指示包括不同光 波长的光束。应理解，如本文所使用的术语“光”可表示电磁谱中的光的 各种波长，包括且不限于红外光和可见光。

首先参照图1和2，描绘了频率经转换的激光源100、200的两个实施 例，激光源100、200包括例如光耦合至波长转换器件120(图1和2中的 “ν”)的半导体激光器110(图1和2中的“λ”)。半导体激光器110 可发射具有第一波长λ₁的基波输出束119。半导体激光器110的基输出束 119可直接耦合到波长转换器件120的波导部分(未示出)，或者可利用自 适应光学器件140耦合到波长转换器件120的波导部分，如图1和2所描 绘。波长转换器件120将半导体激光器110的基波输出束119转换成较高 次谐波，并发射输出束128，该输出束128可包括具有第一波长λ₁的光和 具有第二波长λ₂的光。这种类型的光学组件在从较长波长半导体激光器(例 如具有波长处于红外光谱内的输出束的激光器)产生较短波长激光束(例 如具有处于可见光谱的波长的激光束)时尤其有用。例如，此类装置可用 作激光投影系统的可见激光源。

在一个实施例中，波长转换器件120可位于加热器160上，如图1所 示。加热器160可操作用于将波长转换器件120加热至所需温度。在另一 实施例中，加热器160可附连至半导体激光器110，如图2所示，且可操作 用于将半导体激光器110和波长转换器件120加热至所需温度。在另一实 施例(未示出)中，当半导体激光器110和波长转换器件如图2所示取向 时，加热器160可设置在半导体激光器110与波长转换器件120之间。在 任一实施例中，加热器160可包括电阻性加热器或相似类型的加热器。替 代地，加热器160可设置在波长转换器件120内，如下文将更详细描述那 样。在一个实施例中，第一加热器可设置在波长转换器件120内，且第二 加热器可附连至半导体激光器110。

在本文中所描述的实施例中，半导体激光器110是可操作用于产生红 外输出束的激光二极管，且波长转换器件120可操作用于将半导体激光器 110的基波输出束119转换成波长在可见光谱内的光。然而，应理解，本文 中的频率经转换的激光源和用于操作该频率经转换的激光源的方法可应用 于其它频率经转换的激光源，所述的其它频率经转换的激光源包含具有不 同基波输出束波长的激光装置和可操作用于将该激光装置的基波输出束转 换成不同的可见或紫外波长的波长转换器件。

虽然本文中已具体参照包括单个半导体激光器的频率经转换的激光 源，但应理解，该频率经转换的激光源可包括光耦合至该波长转换器件的 两个或两个以上半导体激光器，诸如当该频率经转换的激光源是和频混合 (SFM)激光源的情况。

仍参照图1和2，波长转换器件120一般包括非线性光学体晶材料， 诸如二次谐波产生(SHG)晶体。例如，在一个实施例中，该体晶材料可操 作用于产生基波束的较高次谐波。在另一实施例中，波长转换器件120可 包括MgO掺杂的周期性极化铌酸锂(MgO:PPLN)波导。更具体地，该 MgO:PPLN波导可掺杂有约5摩尔百分比(mol.％)的MgO，不过也可使 用其它的MgO量。在该实施例中，波长转换器件的波导部分可操作用于将 半导体激光器的基波输出束转换成较高次谐波。

虽然在此具体参照某些类型的用于将基波束转换成较高次谐波束的波 长转换器件和/或波导，但应理解，可将其它相似的非线性光学材料用于该 波长转换器件和/或该波长转换器件的波导部分。例如，该波长转换器件的 体晶材料或波导部分可包括且不限于磷酸氧钛钾(KTP)、氧化锌掺杂的 周期性极化铌酸锂(ZnO:PPLN)、钽酸锂(LT)、经掺杂LT、近似化学 计量的LT、近似化学计量的铌酸锂等。类似地，将理解该波长转换器件可 包括MgO:PPLN体晶或相似的非线性光学材料。此外，应当理解，波长转 换器件可以是能将光转换成较高次(例如三次、四次等)谐波的二次谐波 产生(SHG)晶体或非线性光学晶体。还应理解，该波长转换器件和/或该 波长转换器件的波导部分可以是经加工的波导、经蚀刻的波导、经离子注 入的波导或经扩散的波导。

现在参照图3A和3B，示出了波长转换器件120、121的两个实施例。 在图3A中所描绘的实施例中，波长转换器件120包括在体晶材料122中形 成的波导部分124，具体而言是沟道波导部分。例如，体晶材料122可包括 MgO掺杂的铌酸锂，而波导部分124可包括扩散有质子、锌、钛或镍的 MgO掺杂的铌酸锂，或经离子注入的MgO掺杂的铌酸锂。波导部分124 在输入刻面132与输出刻面133之间延伸。低折射率材料层130可设置在 波导部分124之上。加热器160可设置在低折射率材料层130之上，并直 接位于波导部分124之上。波长转换器件120的该实施例在本文中可称为 “I型”波长转换器件。

在另一实施例中，波长转换器件121可包括设置在衬底300上的波导 部分124，如图3B所描绘。该波导部分124可包括MgO掺杂的铌酸锂， 如上所述。在该实施例中，低折射率层135可设置在衬底300与波导部分 124之间。另一低折射率层130可设置在波导部分124之上。加热器160 可设置在低折射率材料层130之上，并直接位于波导部分124之上。波长 转换器件121的该实施例在本文中可称为“II型”波长转换器件。

在另一实施例(未示出)中，波导部分124可直接在衬底300上形成， 诸如在波导部分124被蚀刻到衬底中时直接形成。例如，该衬底可包括MgO 掺杂的铌酸锂体晶，且该波导可被蚀刻到该衬底中然后通过离子扩散或离 子注入来改性。在该实施例中，低折射率材料层可设置在波导部分124上 方，如图3B中描绘，且加热器设置在直接位于波导部分之上的该低折射率 材料层上。

在图3A和3B中所示实施例中，加热器可操作用于加热波长转换器 件——具体而言是波长转换器件的波导部分124，同时使频率经转换激光源 中的其它部件的热暴露最少，从而使用来加热波导的电功率最小。

在一个实施例(未示出)中，可屏蔽波长转换器件120以保护波长转 换器件免遭加热期间产生的高温电场，该高温电场会不利地影响波长转换 器件的周期性极化和操作。例如，为了屏蔽波长转换器件120，可将波长转 换器件安装在导电支承件上。导电支承件可包括例如金属或相似的导电材 料。替代地，可将波长转换器件安装在导电衬底上。在任一实施例中，该 导电材料可耗散由于加热和冷却期间所产生的高温电场而在波长转换器件 上累积的电荷。

参照图3A，当具有第一或基波波长λ₁的光束被定向到波长转换器件 120的波导部分124中时，光束可沿波长转换器件120的波导部分124传播， 在该波导部分124中，光束的至少一部分被转换至第二波长λ₂。因此，波 长转换器件120从输出刻面133发射输出束128。输出束128可包括频率经 转换的输出束(例如具有第二波长λ₂的束)以及未经转换的光(例如具有 第一波长λ₁的光)。例如，在一个实施例中，由半导体激光器110产生并 被定向到波长转换器件120的波导部分124中的基波输出束119具有约 1060nm的波长(例如该基波输出束119是红外光束)。在该实施例中，波 长转换器件120可包括MgO:PPLN波导，该MgO:PPLN波导可操作用于将 红外光束的至少一部分转换成可见光，以使波长转换器件的波导部分124 发射输出束128，该输出束128包括约530nm波长的光(例如，可见绿光) 以及约1060nm波长的光。

再次参照图1，在一个实施例中，频率经转换的激光源100具有基本 线性配置。具体而言，半导体激光器110的输出和波长转换器件120的输 入基本对准，以实现半导体激光器110与波长转换器件120之间的高效光 耦合。更具体地，半导体激光器110和波长转换器件120经取向使得半导 体激光器110的基波输出束119被定向到波长转换器件120的波导部分中， 而不会在半导体激光器110与波长转换器件120之间例如通过反射镜或其 它光学元件改变方向。在该实施例中，半导体激光器110所发射的基波输 出束119通过自适应光学器件140被耦合到波长转换器件120的波导部分 上。该自适应光学器件140一般包括可调节光学部件，具体而言是透镜142。 在一个实施例中，透镜142可将半导体激光器110发射的基波输出束119 聚焦到波长转换器件120的波导部分中。在另一实施例(未示出)中，透 镜142可包括多个元件，以使透镜142对半导体激光器110的基波输出束 119进行准直然后聚焦。透镜142可耦合到执行器(未示出)以沿x方向和 y方向调节透镜142的位置，以将经聚焦的基波输出束119定位在波长转换 器件120上。

现参照图2，在另一实施例中，半导体激光器110、波长转换器件120 以及自适应光学器件140按照折叠配置取向，其中波长转换器件120和半 导体激光器110彼此堆叠。与图1所示实施例一样，由半导体激光器110 发射的基波输出束119利用自适应光学器件140耦合到波长转换器件120 的波导部分。在该实施例中，自适应光学器件140可包括可调节反射镜144 和透镜145。如上所述，自适应光学器件140的透镜145可用于将半导体激 光器110所发射的基波输出束119准直并聚焦至波长转换器件120的波导 部分中，同时可调节反射镜144将基波输出束119从第一路径改向至第二 路径并进入波长转换器件120中。

现在参照图1和2，频率经转换的激光源100、200还可包括诸如光电 二极管之类的光检测器170和分束器180。分束器180可靠近波长转换器件 120的输出刻面133定位。分束器180将从波长转换器件120发射的输出束 128的一部分改向到光检测器170中。光检测器170可操作用于测量从波长 转换器件120的波导部分发射的光的功率。例如，在一个实施例中，当波 长转换器件120的输出束128包括可见光时，光检测器170可操作用于测 量从波长转换器件120发射的可见光的强度或功率。

本文中描述的频率经转换的激光源100、200还可包括组件控制器150 (图1和2中的“MC”)。该组件控制器150可包括一个或多个微控制器 或可编程逻辑控制器，用于存储和执行用于操作频率经转换的激光源100、 200的编程指令集。或者，微控制器或可编程逻辑控制器可直接执行指令集。 组件控制器150可电耦合至半导体激光器110、自适应光学器件140、光检 测器170以及加热器160，且可被编程为基于从光检测器170接收的信号来 操作自适应光学器件140、半导体激光器110以及加热器160。

现参照图4，通过图形描绘在两种波长转换器件配置和不同的基波束 输入功率下，因变于相位匹配操作的时间的波长转换器件的频率经转换的 输出束的功率。该波长转换器件包括含有5摩尔百分比MgO的MgO:PPLN 波导，且可操作用于将波长约为1060nm的红外基波束转换成波长约为530 nm的频率经转换的输出束(例如绿色输出束)。图4中所示的数据从两种 不同的MgO:PPLN配置获得：在一种配置(例如“I型”)中，波导设置 在铌酸锂体晶的两个平板之间，而第二种配置(例如“II型”)与图3B 中描绘的相似。如图4所示，当频率经转换的输出束的功率超过约180mW (例如波长转换器件的降级功率阈值，该阈值一般对应于波长转换器件中 的约3MW/cm²的可见光能量密度)时，输出束的功率在半导体激光器与 波长转换器件的连续相位匹配操作期间随时间降级。频率经转换的输出束 功率的损失与基波输出束在非相位匹配操作期间通过波长转换器件的传输 中的损失一致。该现象可描述为光变暗或光降级。

将理解，如本文所使用的降级功率阈值指的是光降级开始出现时波长 转换器件的频率经转换的输出束的功率。波长转换器件的光降级功率阈值 可与波长转换器件中的可见光或频率经转换光的能量密度或降级能量密度 直接相关。对于包括5摩尔百分比MgO:PPLN波导的波长转换器件而言， 降级功率阈值约为180W的频率经转换的输出束功率，该功率对应于波长 转换器件中约3MW/cm²的降级能量密度。然而，应理解，对于不同类型 的波长转换器件和/或波导，该降级功率阈值和降级能量密度可能不同。例 如，对于用于频率经转换的激光源的一些非线性光学材料，非线性光学材 料的降级能量密度可为至少约0.1MW/cm²，而在其它材料中，降级能量密 度可能大于约0.3MW/cm²或甚至大于约0.5MW/cm²。

通过停止半导体激光器与波长转换器件的相位匹配操作，可能不能恢 复由于光降级引起的频率经转换的输出束功率的损失。类似地，如果波长 转换器件被保持“暗”达延长的时间段，则仅会出现频率经转换的输出束 的原始功率的最小限度恢复。

然而，当波导被间歇地加热时，频率经转换的输出束功率和IR传输的 恢复得以加速。例如，为了恢复波长转换器件的频率经转换的输出束功率 和IR传输功率，可将波长转换器件和/或波长转换器件的波导部分加热至高 于恢复阈值温度T_R，并在此温度下保持一时间段，所述时间段足以恢复由 于在该半导体激光器与波长转换器件的相位匹配操作期间的光降级而受损 失的频率经转换的输出束的输出功率。

将理解，如本文中所使用的恢复阈值温度指的是一温度，当处于该温 度或高于该温度时，频率经转换的输出束功率的恢复将在实际时间量中发 生例如，在恢复阈值温度时或高于恢复阈值温度时，频率经转换的输出束 功率和IR传输的恢复将在数分钟或小时量级的时间尺度上发生，而在低于 恢复阈值温度时，该恢复将花费数天甚至更长时间段，因此实际上不可实 现。此外，应理解，温度越高，频率经转换的输出束和IR传输的恢复越快。

将理解，如本文中所使用的术语“间歇地”连同加热波长转换器件和/ 或波长转换器件的波导部分指的是以规则或不规则的间隔加热波长转换器 件和/或波长转换器件的波导部分，这与连续加热波长转换器件以将波长转 换器件保持于恒温相对比。

例如，对于包括MgO:PPLN波导部分的波长转换器件，恢复阈值温度 T_R约为70℃，且促进恢复所需的保持时间至少为1分钟。对于包括 MgO:PPLN波导部分的波长转换器件，该恢复阈值温度T_R高于频率经转换 的激光源的操作温度范围，该操作温度范围一般为从约-10℃到约60℃， 优选从约20℃到约30°。

加热波长转换器件可在基波束“离开”(例如当波长转换器件“暗” 时)时、在波长转换器件的非相位匹配操作期间或在波长转换期间与半导 体激光器的相位匹配操作期间执行。

在一个实施例中，加热波长转换器件以恢复频率经转换的输出束的功 率可在波长转换器件与半导体激光器的相位匹配操作周期之间间歇地执行 (例如在波长转换器件为“暗”时)。

现参照图5，例如，示出了包括MgO:PPLN波导的波长转换器件的一 个实施例的IR传输和频率经转换的输出束功率。如图5所示，当包括 MgO:PPLN波导部分的波长转换器件在相位匹配条件下在频率经转换的输 出束功率超过降级功率阈值或降级能量密度下操作时，频率经转换的输出 束的功率降低，在非相位匹配操作期间通过波长转换器件传输的基波束(在 此情况下为IR束)的百分比也降低。这在图5中通过图形描绘，其中描绘 了从0小时到约110小时的操作。

在延长的室温储存然后在降级功率阈值之上延长的操作期间，仅出现 频率经转换的输出束功率的最小限度恢复。例如，在图5中，虚线表示在 将波长转换器件保持“暗”长达13周然后在超过降级阈值功率的频率经转 换的输出束功率下连续相位匹配操作超过100小时之后，基波束传输和频 率经转换的输出束功率的最小限度恢复。

然而，如上所述，当波长转换器件被加热时，频率经转换的输出束功 率的恢复被加速。例如，在图5的区域“A”中，波长转换器件被加热至 92℃的温度，并在相位匹配操作周期之间被保持在该温度下4小时。在加 热之前，对于1W的IR输入基波束功率(对应于波长转换器件内约14 MW/cm²的IR光能量密度)，波长转换器件的频率经转换的输出束功率从 270mW降级至200mW。在加热之后，对于相同的IR基波束功率，波长 转换器件的频率经转换的输出束功率被恢复至270mW。

替代地，波长转换器件可在波长转换器件与半导体激光器的相位匹配 操作期间被加热，以恢复频率经转换的输出束的输出功率。在一个实施例 中，为了在相位匹配操作期间加热的同时使波长转换器件中的发生的恢复 最大化，将波长转换器件的频率经转换的输出束保持在低于降级功率阈值 的功率水平下，同时将波长转换器件加热至高于恢复阈值温度T_R，以使经 恢复的输出功率在加热期间高于由于光降级而受损失的输出功率量。

例如，参照图6，描绘了包括MgO:PPLN波导的波长转换器件的两个 降级和恢复循环。在左侧所示的第一循环中，在将波长转换器件在1W的 基波束功率下操作150小时的同时，频率经转换的输出束功率从最初的 275mW输出功率降级。频率经转换的输出束功率的降级与非相位匹配的IR 传输从约55％到约47％的损失大致一致。

在降级之后，在波长转换器件与半导体激光器的相位匹配操作期间， 利用两个独立的加热进度来加热波长转换器件。在区域“B”中，将频率经 转换的输出束的功率保持在150mW，同时将波长转换器件加热至约80℃ 的温度达22小时的时间段。在此之后，在区域“C”中，将频率经转换的 输出束的功率保持在135mW，同时将波长转换器件加热至约92℃的温度 达22小时的时间段。两个加热周期的组合效果可导致频率经转换的输出束 功率从约210mW恢复至约275mW。因此，将理解，通过在波长转换器件 与半导体激光器的相位匹配操作期间加热波长转换器件，可恢复波长转换 器件的频率经转换的输出束功率，且在该加热恢复过程期间可使用多个加 热循环和频率经转换的输出束功率水平。

仍参照图6，在包括恢复区域“D”的图右侧描绘了第二降级和恢复循 环。在该循环中，使波长转换器件在275mW的初始输出功率下操作超过 约70小时，这导致频率经转换的输出束功率降低至约250mW。随后加热 至87℃达3小时可将频率经转换的输出束功率恢复至约265mW。

现在再次参照图1-3，可利用加热器160来完成对波长转换器件120 的加热。例如，在图1所示的频率经转换的激光源100的实施例中，其中 加热器160直接附连至波长转换器件120，加热器160可仅加热波长转换器 件。替代地，在图2所示的频率经转换的激光源200的实施例中，其中半 导体激光器110和波长转换器件120具有堆叠配置，加热器160可既加热 半导体激光器110又加热波长转换器件120。在另一实施例中，可通过仅加 热波长转波导部分124来加热波长转换器件120，例如当加热器160直接附 连至波导部分124时，如图3A和3B中所描绘。

在上述实施例中的每一个实施例中，加热器160可由组件控制器150 控制，因此波长转换器件120的加热可由组件控制器150控制。例如，当 加热器160是电阻性加热器时，组件控制器150可被编程为对加热器160 间歇地施加电流，由此加热波长转换器件120。加热的周期性可以是规则的 (诸如当加热以规则间隔进行时)，或加热可以随机间隔进行。

替代地，加热波长转换器件120可由频率经转换的激光源的某些操作 状态触发。例如，在一个实施例中，可使用光检测器170来测量波长转换 器件120的频率经转换的输出束的功率，并向控制器提供指示该频率经转 换的输出束功率的信号。当测得功率高于波长转换器件120的降级功率阈 值达指定时间段时，控制器可被编程以启动加热循环，以恢复由于光降级 而受损失的功率。例如，对于图5和6中所示的频率经转换的激光源的实 施例，如果频率经转换的输出束功率被保持于300mW或高于300mW达20 小时，则可触发加热循环。类似地，如果频率经转换的输出束功率被保持 于250mW或高于250mW达60小时、或保持于200mW或高于200mW 达150小时，则可触发加热循环。对于这些示例中的每个示例，使频率经 转换的激光源在指定的频率经转换的输出束功率下操作会导致在指定时间 段上的显著降级。然而，应理解，可使用其它时间段和/或频率经转换的输 出束功率来触发加热循环。

在另一实施例中，可通过监测频率经转换的激光源的输出效率来触发 加热循环。例如，每个频率经转换的激光源可具有额定输出效率，该额定 输出效率是由波长转换器件的频率经转换的输出功率和半导体激光器的增 益电流确定的。在操作时，控制器可被编程为监测半导体激光器的增益电 流和波长转换器件的频率经转换的输出束功率，并计算频率经转换的激光 源的实际输出效率。如果实际输出效率低于额定输出效率的指定百分比， 则控制器可被编程为触发加热循环，以恢复频率经转换的输出功率。

在本文中所描述的实施例中，频率经转换的激光源(具体而言是频率 经转换的激光源的半导体激光器)在连续波模式下操作。然而，应理解， 该频率经转换的激光源也可在脉冲模式下操作，例如当以脉冲方式驱动该 半导体激光器时。当频率经转换的激光源在脉冲模式下操作时，因为半导 体激光器以脉冲方式被驱动，所以频率经转换的输出束的功率随时间变化。 因此，为了确定频率经转换的输出束是否已超过降级功率阈值，使用频率 经转换的输出束的峰值功率。例如，半导体激光器可以25％占空比被脉冲 方式驱动，以使频率经转换的输出束的平均功率为60mW。然而，在该示 例中，频率经转换的输出束的峰值功率可为约240mW。因此，如果240mW 超过波长转换器件的降级功率阈值，且该器件在240mW的频率经转换输 出束功率下操作指定的时间段，则将发生光降级。

应理解，光检测器170还可提供指示波长转换器件120的频率经转换 的输出束在频率经转换的激光源操作期间的功率的信号。控制器可利用此 类信号，以向半导体激光器提供反馈控制，以使频率经转换的输出束的功 率被保持在所需范围内。例如，此类信号可用于控制半导体激光器的相位、 增益以及波长，且由此可用于控制半导体激光器的基波输出束，以使波长 转换器件的频率经转换的输出束被保持低于降级功率阈值。

现在应理解，本文中所描述的方法可与包括光耦合至波长转换器件的 半导体激光器的频率经转换的激光源结合使用。更具体地，当频率经转换 的输出束的功率由于在高于降级功率阈值的输出功率水平下操作延长时间 段之后的光降级而受到损失时，本文中所描述的方法可用于恢复频率经转 换的输出束的功率。

虽然本文中描述的具体示例指的是包括MgO:PPLN波导部分的波长转 换器件，但将理解，本文中所描述的方法还适合于与包括其它材料的波长 转换器件结合使用。此外，应理解，可应用本文中所描述的方法来恢复具 有腔增强的非线性转换过程的频率经转换激光器的频率经转换输出功率。

对本领域技术人员显而易见的是，可在不背离本发明的精神和范围的 情况下对本发明作出各种修改和变化。因而，本发明旨在涵盖本发明的所 有这些修改和变化，只要它们落在所附权利要求书及其等价技术方案的范 围中即可。