[發明專利]采用環形電子束激發的激光裝置及投影系統

有效

• 申請號: 201110338858.5
• 申請日: 2011-10-31
• 公開（公告）號: CN102570295A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 趙健;鐘偉杰;張學淵;夏忠平
• 申請（專利權）人: 上海顯恒光電科技股份有限公司
• 主分類號: H01S5/04
• 分類號: H01S5/04;G02B27/48;G02B27/18;G02B27/10;G03B21/20
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 何新平

技術領域

本發明涉及電子技術領域，具體涉及一種激光裝置及投影系統。

背景技術

隨著小型化、便攜式電子設備的興起，現有的投影設備通常采用手持式、低耗電的投影設備，最適合于此類投影設備的光源為激光光源或是發光二級管光源。其中，激光光源是已被廣泛認為低耗電、亮度高的高效光源。

投影系統利用光調制器把從光源射出的光轉換為影像畫面。目前此種光調制器通常是利用液晶的投射型/反射型液晶顯示器、硅基液晶，以及DLP技術中的數字微鏡器件。為了表現影像畫面，需要綠/藍/紅三種原色的激光。

CRT可以通過電子束激發激光光源，來作為投影系統的光源。將CRT的電子槍產生的電子束轟擊半導體芯片產生激光光源，具有去相干、亮度高等優點。但一般光源配備的電子束激發系統采用交叉電子槍，交叉式電子槍的電子束從半導體芯片的一側轟擊，半導體芯片的另一側發出激光。這種激光裝置中電子束的能量的束流強度往往較高，電子轟擊瞬間芯片處會產生大量的熱，必須配備設計良好的散熱冷卻系統。且現有用于激光裝置的散熱系統并不理想。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種采用環形電子束激發的激光裝置，解決以上技術問題。

本發明的另一目的在于，提供一種投影系統，解決以上技術問題。

本發明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：

采用環形電子束激發的激光裝置，包括一真空管，所述真空管的一端設有一半導體芯片，所述真空管的另一端設有電子槍，其特征在于，所述電子槍采用一環形電子槍，所述半導體芯片的激發面朝向所述環形電子槍；

所述環形電子槍包括一陰極，所述陰極呈環狀，所述陰極的中部為激光透光區域；所述真空管上設有一激光出射口，所述激光出射口位于所述激光透光區域的后方；

所述環形電子槍發出的電子束為環形電子束，所述電子束射到所述半導體芯片上后，產生激光效應，進而產生激光，所述激光穿過所述激光透光區域后，從所述激光出射口射出。

本發明的工作方式為反射式的激光裝置，即發出激光與電子束轟擊位置在半導體芯片的一側。本發明具有能消除激光散斑、可控性好等優點。同時本發明仍然保持激光裝置中電子光學系統的旋轉對稱性。

所述真空管采用中空的長條形真空管，所述環形電子槍設置在所述長條形真空管沿長度方向上的一端，所述半導體芯片設置在所述長條形真空管沿長度方向上的另一端。以便真空管足夠長，能使激發的激光通過激光出射口。

還包括一散熱系統，所述散熱系統的熱交換機構緊密貼合設置在所述半導體芯片的背部。本發明可以將散熱系統的熱交換機構緊密貼合在半導體芯片背部，增大熱交換面積，降低了散熱系統實現的難度。

還包括一聚焦偏轉系統，所述聚焦偏轉系統設置在所述環形電子槍和所述半導體芯片之間，所述聚焦偏轉系統用于將所述環形電子束聚焦到所述半導體芯片上。

為了能夠更好的控制空心電子束，所述聚焦偏轉系統采用一復合磁聚焦偏轉系統，所述復合磁聚焦偏轉系統包括一設置在所述電子槍前方的陰極透鏡聚焦系統和設置在所述陰極透鏡聚焦系統前方的聚焦偏轉系統。

為了保證高的透過率，所述陰極中間的激光透光區域采用藍寶石玻璃。

為了保證半導體芯片邊緣發出的激光能夠不受阻礙的通過所述激光透光區域，所述真空管的長度與所述激光透光區域的半徑之間的關系如下：

L×tanθ2+s2<r;]]>

其中，L為所述真空管的長度；θ為激光發散角度；s為所述半導體芯片的直徑；r為所述激光透光區域的半徑。本發明通過上述關系式來實現真空管的長度和激光透光區域的半徑之間的匹配。

為了減少所述半導體芯片過熱，所述環形電子槍產生的電子束采用短脈沖的方式轟擊所述半導體芯片。

所述半導體芯片采用一激光面板，所述激光面板包括至少兩個激光腔，至少兩個所述激光腔沿厚度方向排列；所述激光腔包括一增益介質層、反射層，所述反射層分別設置在所述增益介質層的前方和后方。