[發明專利]一種用于激光顯示的激光勻化耦合裝置

無效

• 申請號: 200610112979.7
• 申請日: 2006-09-13
• 公開（公告）號: CN101144876A
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發明（設計）人: 畢勇;房濤;亓巖;鄭光;王斌;成華;趙江山
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電研究院
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42;H01S5/00
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司
• 代理人: 高存秀

技術領域

本發明涉及一種能夠滿足大屏幕激光顯示功率要求且能消除從激光光源發射的激光光束產生散斑的用于激光顯示的激光勻化耦合裝置。

背景技術

激光顯示與現有的顯示技術相比，具有更大的色域范圍，且激光是線譜，具有高的色飽和度，可顯示自然界最真實、鮮艷的色彩，已成為顯示領域的重大發展方向。

在現有的激光顯示技術中，RGB(紅綠藍)三色廣泛使用單臺激光器作為光源，發出的光直接進入投影系統。如美國Color公司的激光顯示系統。

現有技術的不足在于：

(1)由于單個激光器的輸出功率有限，而且隨著屏幕的增大，顯示畫面的亮度逐漸降低，很難滿足大屏幕激光顯示的亮度要求；同時對于單個激光器，對散熱的要求也很高，往往需要采用循環水致冷，導致整個光源體積大，維修性能差，運輸困難，非常不適合產業化。

(2)由于從激光器發出的光強度服從高斯分布，光強分布不均勻，所以在用于激光顯示前，現有技術通常使用光學系統對其光場進行勻化處理，這些光學系統也導致整個光源體積增大。

(3)同一顏色的光由同一個光源發出，由于光源本身的相干特性，發出的光相互干涉產生散斑，使顯示圖像分辨率降低，圖像質量惡化。為了消除光束散斑，通常將從激光光源發射的光束分為多個部分光束并通過周期移動將這些部分光束進行時間平均，這樣導致了顯示系統的體積增大。

因此，針對現有技術的不足，就需要一種改進的激光顯示光源。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種整體體積小，可提供大功率激光并且能夠通過對光場勻化進而消除光束散斑的用于激光顯示的激光勻化耦合裝置。

為了達到上述目的，本發明采取如下技術方案：

一種用于激光顯示的激光勻化耦合裝置，包括RGB三色激光光源和會聚裝置；其特征在于，所述RGB三色激光光源分別由至少一個紅色激光器、至少一個綠色激光器和至少一個藍色激光器組成，所述會聚裝置包括多根耦合光纖和一套管，每根所述耦合光纖與所述激光器一一對應，所述激光器發出的激光耦合進入相應的耦合光纖，全部耦合光纖的輸出端封裝到所述套管中形成一合束輸出激光。

在上述技術方案中，進一步地，還包括多個整形裝置和多個準直裝置與所述激光器一一對應，設置在每個激光器出光口處并與發射方向垂直，每個激光器發出的光分別經過對應的整形裝置和準直裝置后出射耦合進入對應耦合光纖。

在上述技術方案中，進一步地，還包括多個會聚透鏡，每個會聚透鏡與每根所述耦合光纖一一對應，設置在對應耦合光纖的輸入端面和準直裝置之間、與激光發射方向垂直的方向上放置，耦合光纖的輸入端面放置在會聚透鏡的焦點上。

在上述技術方案中，進一步地，所述激光器都是半導體激光器或都是固體激光器。

在上述技術方案中，進一步地，其中一種或兩種顏色的激光器采用半導體激光器，其它激光器采用固體激光器。

在上述技術方案中，進一步地，所述半導體激光器包括單個半導體激光器、半導體激光器陣列。

在上述技術方案中，進一步地，RGB三色激光光源均由兩個以上紅色激光器、兩個以上綠色激光器、兩個以上藍色激光器組成。

在上述技術方案中，進一步地，所述整形裝置是柱透鏡、球透鏡或實現整形的光學系統。

在上述技術方案中，進一步地，所述準直裝置是球透鏡或實現準直的光學系統。

在上述技術方案中，進一步地，所述耦合光纖的輸入端面為平面、半球形或圓錐形。

在上述技術方案中，進一步地，還包括一合束整形裝置放置在所述套管中全部耦合光纖的合束輸出激光光路上，對合束輸出激光整形。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

1)由于本發明的激光器發出的光是通過光纖耦合到一起的，單個激光器的體積小，效率高，可以通過增加激光器的個數提高耦合裝置的功率，滿足大屏幕激光顯示的亮度要求；

2)單個激光模塊拆卸方便，維修性能好，避免了循環水致冷，減小了整個耦合裝置體積。

3)采用耦合光纖對光束進行勻化，不需要單獨使用光學系統對光束進行勻場處理，并且由于同一顏色的光是從不同的激光器耦合出來的，各個激光器發出的光束之間由于沒有固定的位相差，不能產生干涉，從而消除了光束散斑。

附圖說明

圖1是本發明實施例1用于激光顯示的激光勻化耦合裝置示意圖，其中RGB三色激光光源全部采用固體激光器；

圖2是本發明實施例2用于激光顯示的激光勻化耦合裝置示意圖，其中紅色激光采用半導體激光器；