[發明專利]一種消激光散斑光學結構

無效

• 申請號: 200910110896.8
• 申請日: 2009-01-14
• 公開（公告）號: CN101464557A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 吳礪;凌吉武;陳燕平;馬英俊
• 申請（專利權）人: 福州高意通訊有限公司
• 主分類號: G02B26/00
• 分類號: G02B26/00;G02B6/26;G02B6/255;G02B3/00;G02B6/02
• 代理公司: 廈門市誠得知識產權代理事務所
• 代理人: 方惠春;黃國強

技術領域

本發明涉及激光領域，尤其涉及一種用以消除激光散斑的光學結構。

背景技術

激光由于具有高的相干性而在激光顯示中產生嚴重的激光散斑效應，這使激光顯示的圖象質量嚴重下降。降低激光的相干性是消除激光散斑效應的一種有效方法。人們已提出多種方法來降低激光的相干性。如圖1(a)所示的采用轉盤旋轉光纖來消除散斑(李霞等，激光顯示中散斑對比度的降低，《液晶與顯示》，2008：153-156)。其中101為激光，102為光纖，103為轉盤，104為光學引擎，105為圖象處理系統，106為CCD相機，107為屏幕。該結構采用轉盤旋轉體積大，速度慢，且對光纖的耐用性要求高，長期應用較不現實。美國專利US5719374采用偏轉系統改變入射光的入射角來消除散斑效應，如圖1(b)所示。其中鏡面108固定，鏡面109可以在一定角度范圍內旋轉，使入射角θ1發生改變，從而減弱屏幕上的散斑效應。該專利通過旋轉鏡面改變入射光方向，其旋轉裝置體積大，結構復雜，調節速度慢，實際應用性亦不強。

發明內容

針對上述不足，本發明提出一種種簡易、實用的消除激光散斑的光學結構。

本發明的第一種消激光散斑光學結構，至少包括PZT調制元件、微透鏡及多模光纖，所述的微透鏡連接設置于所述PZT調制元件上，通過電壓調制信號控制PZT調制元件，并通過PZT調制元件的移動來快速移動微透鏡。

本發明的第二種消激光散斑光學結構，至少包括PZT調制元件、微透鏡及多模光纖，所述的微透鏡與多模光纖結合為一體，所述的PZT調制元件設置于所述的多模光纖上，通過電壓調制信號控制PZT調制元件，并通過PZT調制元件的移動來快速移動多模光纖。

進一步的，所述的PZT調制元件可帶動所述的微透鏡或多模光纖作任意方向的快速移動，移動幅度維持在微米量級。

進一步的，所述的微透鏡的尺寸為幾十微米量級，且其焦距也為數十微米量級。

進一步的，所述的光學結構前的入射光為聚焦或準直方式，其在所述微透鏡處的光斑尺寸≦所述微透鏡尺寸。

進一步的，所述的微透鏡與多模光纖端面通過放電燒結或其它方式粘結而結合為一體。或者，將多模光纖端面直接處理為微透鏡的形狀而形成的光纖微透鏡來代替微透鏡與多模光纖結合的方式。

所述的多模光纖可以為光波導管。

本發明的方案是采用調制PZT來改變激光的入射角，由于PZT移動在μm量級，體積小，調制速度快，將更有實際應用價值。

附圖說明

圖1(a)是公知技術的一種實施方式的原理示意圖；

圖1(b)是公知技術的另一種實施方式的原理示意圖；

圖2(a)是本發明第一種結構的第一實施方式示意圖；

圖2(b)是本發明第一種結構的第二實施方式示意圖；

圖2(c)是本發明第一種結構的第三實施方式示意圖；

圖3是本發明的微透鏡與多模光纖結合示意圖；

圖4(a)是本發明第二種結構的第一實施方式示意圖；

圖4(b)是本發明第二種結構的第二實施方式示意圖；

圖5是本發明第一種結構的第四實施方式示意圖；

圖6(a)是本發明第一種結構的第五實施方式示意圖；

圖6(b)是本發明第一種結構的第六實施方式示意圖；

圖6(c)是本發明第一種結構的第七實施方式示意圖。

具體實施方式

現結合附圖說明和具體實施方式對本發明進一步說明。

本發明的光學結構：包括PZT調制元件、微透鏡及多模光纖。采用電壓調制信號控制PZT調制元件，通過PZT調制元件的快速變化來移動微透鏡，使經過微透鏡后進入多模光纖的光的入射角快速發生變化，或者通過PZT調制元件的快速變化來移動多模光纖，從而使光進入光纖時發生偏振及相位的無序，降低光源的相干性，達到減少或消除激光散斑的目的。

如圖2(a)所示的是本發明第一種結構的第一實施方式示意圖。其中，201為激光器，202為微透鏡，203為PZT調制元件(壓電陶瓷)，204為多模光纖。其中，微透鏡202為幾十微米量級，形狀可為半圓、圓、半圓柱或圓柱型。由于微透鏡202對微米量級移動敏感，可通過電壓信號快速調制PZT調制元件203，使微透鏡202在數微米量級范圍內以KHz的頻率高速移動，從而快速改變進入多模光纖204激光的相對入射角和位置。這樣經多模光纖204傳輸的激光，其偏振面及位相將無序化，降低了激光的相干性，從而消去或減少激光散斑。