[發明專利]光纖輸出型激光裝置

在審

• 申請號: 201811431799.4
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN109980500A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 坂本隼規
• 申請（專利權）人: 株式會社島津制作所
• 主分類號: H01S5/068
• 分類號: H01S5/068;G02B27/09;G03B21/20
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 康艷青;姚開麗

本發明提供一種光纖輸出型激光裝置，可使在閾值電流附近進行驅動時的光纖輸出穩定、并使光學噪聲下降、且抑制圖像的畫質下降。此光纖輸出型激光裝置具備：激光二極管，射出激光光束；第一透鏡，使從激光二極管射出的激光光束成形；單模光纖，具有光纖芯；第一套圈，用以保持單模光纖的一側的端面而被穿孔，并固定在光纖芯的射入側；以及第二透鏡，以位于第一透鏡與第一套圈之間且與光纖芯耦合的方式而配置在光軸上；其中，第一透鏡或第二透鏡通過在光軸方向上僅散焦規定距離，來使單模光纖的射入端面上的光束的區域比不實施散焦時的光束的區域擴大。

技術領域

本發明涉及一種光纖輸出型激光裝置，利用透鏡使來自激光源的激光聚光并與光纖耦合。

背景技術

可輸出光的三原色(紅R、綠G、藍B)的激光二極管已為人所知。一面使R、G、B的三個激光二極管的光束通過透鏡或鏡子等光學元件、且高速地對R、G、B的三個激光二極管進行調變，一面通過微機電系統(Micro-Electro-Mechanical System，MEMS)鏡子等來使激光光束進行掃描。由此，可作為激光投影機來顯示圖像(專利文獻1)。

另外，使R、G、B的三個激光二極管的光束與單模光纖耦合的R、G、B光纖輸出型激光裝置已為人所知。此R、G、B光纖輸出型激光裝置由于橫模變成單模，因此焦點深度深。

進而，激光光束中所含有的不需要的成分通過單模光纖來去除，因此斑點噪聲(speckle noise)變小。因此，可將R、G、B光纖輸出型激光裝置用于免對焦的小型投影機用激光源等。

為了調整R、G、B各色的輸出平衡，可直接控制各激光二極管的驅動電流，來調整R、G、B各色的強度。

此處，已知：激光二極管的為了獲得固定的輸出所需要的驅動電流，因動作溫度而敏感地變化。通常，光纖輸出型激光裝置是以使輸出的一部分反饋至光電二極管(photodiode)等的光接收元件中，來獲得穩定的輸出的方式而構成。

作為激光二極管元件的特性，已知：若小于開始激光振蕩的閾值電流，則作為發光二極管(Light Emitting Diode，LED)進行發光，若為閾值電流以上，則作為激光二極管進行發光。

[現有技術文獻]

[專利文獻]

專利文獻1：日本專利特開2016-103575號公報

發明內容

[發明所要解決的問題]

但是，在閾值電流附近，由于是作為LED及激光二極管的特性的邊界，因此，元件的特性在本質上不穩定。閾值電流附近的激光光束的光學噪聲的值大，光束輪廓的形狀不穩定。

在使用激光二極管的投影機中，考慮了顯示暗的圖像的情況。激光二極管是電流驅動型的元件，因此，必須在閾值電流附近驅動激光二極管。

但是，由于激光特性不穩定，因此，輸出的變動大。例如，在通過MEMS鏡子來使激光光束進行掃描的激光投影機中，產生粗糙，且畫質下降。

在使用單模光纖的RGB激光模塊中，只有可在光纖內傳播的單模成分作為輸出而獲得。如上所述，在閾值電流附近，發光狀態為LED或激光二極管，且光束品質大不相同。

LED光的光束品質比激光二極管差，因此，對于單模光纖的耦合效率低。激光二極管光由于光束品質優異，因此，對于單模光纖的耦合效率高。如此，在閾值電流附近，耦合效率變動變大。因此，作為激光投影機所投影的圖像的畫質下降的影響變大。

本發明的課題是提供一種光纖輸出型激光裝置，可使在閾值電流附近進行驅動時的光纖輸出穩定、并使光學噪聲下降、且抑制圖像的畫質下降。

[解決問題的技術手段]