[實(shí)用新型]一種激光光源的光學(xué)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920889277.2
• 申請(qǐng)日: 2019-06-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN210072301U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-02-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃成;李秀斌;陳國(guó)平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣州光聯(lián)電子科技有限公司
• 主分類號(hào): G03B21/20
• 分類號(hào): G03B21/20;F21V9/32;F21V7/00;F21V7/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種激光光源的光學(xué)系統(tǒng)，包括依次設(shè)置的激光光源、二向色鏡、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置和朗伯型散射體，二向色鏡包括一個(gè)區(qū)域反射膜，可將照射在其上的激光光源發(fā)出的第一特定波長(zhǎng)光完全反射，區(qū)域反射膜上包括若干鏤空的透射孔，使部分第一特定波長(zhǎng)光穿過(guò)該孔，波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換裝置用于將接收到的第一特定波長(zhǎng)光轉(zhuǎn)換成第二特定波長(zhǎng)光并反射回去，朗伯型散射體用于使二向色鏡透射的第一特定波長(zhǎng)光形成次朗伯型光源并反射回去，經(jīng)朗伯型散射體反射后的第一特定波長(zhǎng)光與第二特定波長(zhǎng)光在二向色鏡處混合，比例合適時(shí)，可產(chǎn)生白光，與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實(shí)用新型光學(xué)效率更高，且降低了工藝難度，并提高了二向色鏡針對(duì)第一特定波長(zhǎng)光透過(guò)率調(diào)節(jié)的靈活性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及激光光源的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種激光光源的光學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展，由于激光具有能量集中，準(zhǔn)直性好等優(yōu)勢(shì)，使得激光照明作為新型光源逐漸在一些特種照明領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，如激光投影，舞臺(tái)燈照明，城市地標(biāo)探照燈等。無(wú)論是應(yīng)用最廣泛的激光投影還是其他的特種照明，在很大程度上要求的不是簡(jiǎn)單的單色激光光源，而是需要如白色光等的非單色光源。傳統(tǒng)技術(shù)手段通常采用紅綠藍(lán)三基色，這種方案不僅成本高，而且強(qiáng)相干的激光會(huì)產(chǎn)生散斑效應(yīng)，嚴(yán)重影響照明的質(zhì)量。為解決這一問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中開(kāi)始采用藍(lán)色激光激發(fā)熒光粉產(chǎn)生紅光和綠光，這樣即能獲取光質(zhì)較好的白光，成本又相對(duì)低廉。

藍(lán)色激光激發(fā)熒光粉的方案，又分為透射式和反射式兩種，透射式方案優(yōu)點(diǎn)是光學(xué)效率較高，熒光粉受激后的光學(xué)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，方便設(shè)計(jì)調(diào)試，缺點(diǎn)是受材料限制，只能用于單位面積藍(lán)光照度較低的系統(tǒng)，如圖1所示，入射藍(lán)光4穿過(guò)熒光粉片后，部分作為出射藍(lán)光3直接射出，另一部分經(jīng)熒光粉改變波長(zhǎng)形成出射紅光2射出，以及部分經(jīng)熒光粉改變波長(zhǎng)形成出射綠光1射出，最終通過(guò)混合三種顏色形成所需白光。而反射式方案剛好相反，如圖2所示，能用于大功率的激光光源系統(tǒng)，若熒光粉涂抹在色輪裝置上，輸入的藍(lán)光功率可以達(dá)到更高，但其光學(xué)效率沒(méi)有透射式方案的高。

圖3為反射式方案常用的光路設(shè)計(jì)，激光管6發(fā)出藍(lán)色的光401經(jīng)反射鏡后，由反藍(lán)透黃的二向色鏡11把反射出的藍(lán)光301引導(dǎo)至熒光粉8，并把透射出的藍(lán)光302引導(dǎo)至朗伯型散射體9一側(cè)，熒光粉8受激發(fā)出黃色的光501穿透二向色鏡11，與朗伯型散射體9反射回的藍(lán)光303光匯合成一束白光7，此時(shí)，有部分黃光501被反射，形成反射出的黃光502，也有部分藍(lán)光303透射出二向色鏡，形成透射出的藍(lán)光304。

該方案使用二向色鏡將入射的藍(lán)光與受激發(fā)出的黃光進(jìn)行分光與合光，以實(shí)現(xiàn)最終混合成白光的目的。該方案的缺點(diǎn)是，受制于對(duì)二向色鏡反射/透射比例設(shè)置的要求，即需要保證熒光粉受激發(fā)產(chǎn)生的黃光在返回二向色鏡時(shí)，可以有相應(yīng)藍(lán)光與黃光混合，要求二向色鏡設(shè)置一個(gè)反射/透射藍(lán)光的比例，基本上反射藍(lán)光的比例 R₁與透射藍(lán)光的比例T₁之和為1，通常情況R₁為80%左右，T₁為20%左右。光線經(jīng)由二向色鏡輸出的損失比例與輸入時(shí)設(shè)置的比例反射/透射是等效的，在黃光和藍(lán)光第二次進(jìn)入二向色鏡后均會(huì)有一定比例的損失，即應(yīng)透射與藍(lán)光混合的黃光有部分被反射損失掉，即黃光502，應(yīng)反射與黃光混合的藍(lán)光有部分被透射損失掉，即藍(lán)光304，藍(lán)光經(jīng)由熒光粉激發(fā)后的黃光及藍(lán)光都不能高效輸出，導(dǎo)致光學(xué)效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有的技術(shù)缺陷，本實(shí)用新型提供了一種激光光源的光學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)在不需要改變?cè)邢到y(tǒng)光路結(jié)構(gòu)同時(shí)，提高激光光源混合生成白光的光學(xué)轉(zhuǎn)換效率。