[发明专利]一种用于激光显示的激光匀化耦合装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够满足大屏幕激光显示功率要求且能消除从激光光源发射的激光光束产生散斑的用于激光显示的激光匀化耦合装置。

背景技术

激光显示与现有的显示技术相比，具有更大的色域范围，且激光是线谱，具有高的色饱和度，可显示自然界最真实、鲜艳的色彩，已成为显示领域的重大发展方向。

在现有的激光显示技术中，RGB(红绿蓝)三色广泛使用单台激光器作为光源，发出的光直接进入投影系统。如美国Color公司的激光显示系统。

现有技术的不足在于：

(1)由于单个激光器的输出功率有限，而且随着屏幕的增大，显示画面的亮度逐渐降低，很难满足大屏幕激光显示的亮度要求；同时对于单个激光器，对散热的要求也很高，往往需要采用循环水致冷，导致整个光源体积大，维修性能差，运输困难，非常不适合产业化。

(2)由于从激光器发出的光强度服从高斯分布，光强分布不均匀，所以在用于激光显示前，现有技术通常使用光学系统对其光场进行匀化处理，这些光学系统也导致整个光源体积增大。

(3)同一颜色的光由同一个光源发出，由于光源本身的相干特性，发出的光相互干涉产生散斑，使显示图像分辨率降低，图像质量恶化。为了消除光束散斑，通常将从激光光源发射的光束分为多个部分光束并通过周期移动将这些部分光束进行时间平均，这样导致了显示系统的体积增大。

因此，针对现有技术的不足，就需要一种改进的激光显示光源。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种整体体积小，可提供大功率激光并且能够通过对光场匀化进而消除光束散斑的用于激光显示的激光匀化耦合装置。

为了达到上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种用于激光显示的激光匀化耦合装置，包括RGB三色激光光源和会聚装置；其特征在于，所述RGB三色激光光源分别由至少一个红色激光器、至少一个绿色激光器和至少一个蓝色激光器组成，所述会聚装置包括多根耦合光纤和一套管，每根所述耦合光纤与所述激光器一一对应，所述激光器发出的激光耦合进入相应的耦合光纤，全部耦合光纤的输出端封装到所述套管中形成一合束输出激光。

在上述技术方案中，进一步地，还包括多个整形装置和多个准直装置与所述激光器一一对应，设置在每个激光器出光口处并与发射方向垂直，每个激光器发出的光分别经过对应的整形装置和准直装置后出射耦合进入对应耦合光纤。

在上述技术方案中，进一步地，还包括多个会聚透镜，每个会聚透镜与每根所述耦合光纤一一对应，设置在对应耦合光纤的输入端面和准直装置之间、与激光发射方向垂直的方向上放置，耦合光纤的输入端面放置在会聚透镜的焦点上。

在上述技术方案中，进一步地，所述激光器都是半导体激光器或都是固体激光器。

在上述技术方案中，进一步地，其中一种或两种颜色的激光器采用半导体激光器，其它激光器采用固体激光器。

在上述技术方案中，进一步地，所述半导体激光器包括单个半导体激光器、半导体激光器阵列。

在上述技术方案中，进一步地，RGB三色激光光源均由两个以上红色激光器、两个以上绿色激光器、两个以上蓝色激光器组成。

在上述技术方案中，进一步地，所述整形装置是柱透镜、球透镜或实现整形的光学系统。

在上述技术方案中，进一步地，所述准直装置是球透镜或实现准直的光学系统。

在上述技术方案中，进一步地，所述耦合光纤的输入端面为平面、半球形或圆锥形。

在上述技术方案中，进一步地，还包括一合束整形装置放置在所述套管中全部耦合光纤的合束输出激光光路上，对合束输出激光整形。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1)由于本发明的激光器发出的光是通过光纤耦合到一起的，单个激光器的体积小，效率高，可以通过增加激光器的个数提高耦合装置的功率，满足大屏幕激光显示的亮度要求；

2)单个激光模块拆卸方便，维修性能好，避免了循环水致冷，减小了整个耦合装置体积。

3)采用耦合光纤对光束进行匀化，不需要单独使用光学系统对光束进行匀场处理，并且由于同一颜色的光是从不同的激光器耦合出来的，各个激光器发出的光束之间由于没有固定的位相差，不能产生干涉，从而消除了光束散斑。

附图说明

图1是本发明实施例1用于激光显示的激光匀化耦合装置示意图，其中RGB三色激光光源全部采用固体激光器；

图2是本发明实施例2用于激光显示的激光匀化耦合装置示意图，其中红色激光采用半导体激光器；