[發明專利]一種結合多模光波導和衍射光學器件的靜態激光散斑抑制方法

有效

• 申請號: 201910006809.8
• 申請日: 2019-01-04
• 公開（公告）號: CN109656029B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 樂孜純;董文
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G02B27/48
• 分類號: G02B27/48
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

1.一種結合多模光波導和衍射光學器件的靜態激光散斑抑制方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1：將激光束準直后輸入衍射光學器件，所述衍射光學器件制作在透明的玻璃或塑料材料上，具有一維或者二維二元衍射光學結構，所述衍射光學器件將入射的準直激光束輸出為具有不同衍射級的衍射光束；

步驟2：不同衍射級的衍射光束被透鏡聚焦，聚焦光束輸入多模光波導中，所述多模光波導調制不同衍射光束的傳輸時延，使所有衍射級的衍射光束以時延差δT從多模光波導輸出；

步驟3：以不同時延輸出的衍射光束被成像透鏡收集，并成像在投影屏幕上，所述投影屏幕具有粗糙表面，所述投影屏幕上的圖像由數字相機接受并處理，實現靜態激光散斑抑制。

2.如權利要求1所述的一種結合多模光波導和衍射光學器件的靜態激光散斑抑制方法，其特征在于，所述步驟1中，所述衍射光學器件帶有一維或二維浮雕結構，所述浮雕結構使用基于二元編碼掩模制作，稱為二元衍射光學結構。

3.如權利要求2所述的一種結合多模光波導和衍射光學器件的靜態激光散斑抑制方法，其特征在于，所述二元編碼為偽隨機序列編碼、巴克碼或Hadamard矩陣。

4.如權利要求2所述的一種結合多模光波導和衍射光學器件的靜態激光散斑抑制方法，其特征在于，所述二維二元衍射光學結構是特定的二維二元編碼結構或由兩個一維二元編碼結構以設定角度交疊構成。

5.如權利要求1～4之一所述的一種結合多模光波導和衍射光學器件的靜態激光散斑抑制方法，其特征在于，所述衍射光學器件由透明的玻璃或塑料材料鍍金屬制成，所述透明的玻璃或塑料材料是指對包括紅、綠、藍光在內的可見光波段透明的材料；所述金屬材料的作用是遮擋光線，透光和遮光部分共同構成二元編碼。

6.如權利要求5所述的一種結合多模光波導和衍射光學器件的靜態激光散斑抑制方法，其特征在于，所述玻璃材料為K9光學玻璃，所述塑料材料為聚甲基丙烯酸甲酯PMMA。

7.如權利要求1～4之一所述的一種結合多模光波導和衍射光學器件的靜態激光散斑抑制方法，其特征在于，所述步驟2中，所述多模光波導是多模光纖或者多模矩形光波導，所述多模是指波導中存在多個光學傳導模式，所述衍射光束的時延差必須大于激光器的時間相干長度，須滿足下列不等式：

δT2πλ²/(c·δλ) (1)

公式(1)中δT表示衍射光束從多模光波導輸出時的時延差，λ代表激光器的波長，δλ代表激光器的光譜寬度，c代表真空中的光速；

所述多模光波導中傳導模式的最大時延差δT_max由下面的公式(2)計算得出：

公式(2)中δT_max表示多模光波導中傳導模式的最大時延差，l代表多模光波導的長度，n₁和n₂分別代表多模光波導芯層和包層的折射率，Δ代表多模光波導芯層和包層的相對折射率差。

8.如權利要求1～4之一所述的一種結合多模光波導和衍射光學器件的靜態激光散斑抑制方法，其特征在于，所述步驟2中，多模光波導是多模光纖束或者芯層被結構化設計的多模光波導。