[发明专利]一种激光散斑消除装置

说明书

技术领域

本发明涉及激光显示领域，特别涉及一种激光散斑消除装置。

背景技术

激光在生物医学、显示、高密度数据存储、光谱学、激光打印、水下成像与通讯、探测等领域得到广泛应用。在上述领域尤其是激光显示领域，激光固有的相干性造成的散斑现象已经成为困扰广大技术工作者的一大难题。本质上讲，散斑现象是光源的相干性引起的，因此，通过降低光源的时间相干性和空间相干性就能达到减弱散斑的目的。文献和专利中报道的减弱散斑的方法可以归纳为以下两种方法：（1）采用时间部分相干光照明，即将光源分为多个多模激光器输出，采用非相干叠加的方法使得散斑效应减弱；（2）降低光束空间相干性，在整个光束范围内产生无规相位调制达到减弱散斑效应的目的。实际应用中，多同时运用上述两种方法，达到更好的散斑减弱效果。

目前，国内外报道的降低光束空间相干性的方法主要采用：（1）在光束内插入一个、多个转动或振动的漫射体；（2）在光束内插入液晶器件，通过电场激励使晶体运动引起必要的相位调制；（3）采用带有转动棱镜的系统，使相干光束有效的变换为准单色非相干的环形光源。上述方法中，（2）对光束偏振性要求高，且光损较高，（1）、（3）对光束要求不高，但由于采用运动器件，会增加系统的噪声和不可靠性，造成画面清晰度下降，另外，由于振动、转动的重复性，散射体的运动不能做到完全随机，不能更为有效降低光束空间相干性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供激光散斑消除装置，利用内层填充有多孔液体的中空波导传输激光，降低光束的空间相干性，最终得到相干性有效降低且照度分布均匀的激光光束。

本发明是通过如下技术方案实现的：激光散斑消除装置，包括具有密封腔体的中空波导和位于所述中空波导的密封腔体内的多孔液体，所述中空波导包括侧壁和光入射面、光出射面，所述侧壁适用于反射激光；所述光入射面和光出射面位于所述中空波导的端面处，适用于透射激光。

上述激光散斑消除装置，所述多孔液体为纯液体型多孔液体。

上述激光散斑消除装置，所述纯液体型多孔液体为冠醚、杯芳烃和环糊精中的一种或多种。

上述激光散斑消除装置，所述多孔液体为溶解于位阻溶剂中的空主体分子型多孔液体。

上述激光散斑消除装置，所述溶解于位阻溶剂中的空主体分子型多孔液体是由葫芦脲、无机笼状化合物中的一种或两种溶于丙酮获得的液体。

上述激光散斑消除装置，所述多孔液体为分散在位阻溶剂中的框架材料型多孔液体。

上述激光散斑消除装置，所述分散在位阻溶剂中的框架材料型多孔液体为将分子筛纳米微晶溶于丙酮获得的液体。

上述激光散斑消除装置，所述中空波导为笔直形状或弯曲形状。

上述激光散斑消除装置，所述侧壁的折射率小于所述多孔液体的折射率。

上述激光散斑消除装置，所述中空波导的横截面形状为矩形或圆形或正多边形。

本发明的激光散斑消除装置具有以下有益的技术效果：

（1）多孔液体，即具有永久孔洞的液体，它结合了微孔固体的大小、形状选择性、吸附等特性和液体的快速传质性、流动性和稳定的动力学性能。在多孔液体中，液体分子和孔洞相当于大量作布朗运动的散射体，其作用结果是降低光束的空间相干性，采用多孔液体的布朗运动作为散斑消除方法优势明显：首先，光场的相关性质是依赖于散射体运动的型式的，作布朗运动的液体分子和孔洞，其运动是完全随机的，其散射光的光谱为Lorentz线型，而对于一个和多个转动或振动的漫射体其运动则是完全相关的；其次，多孔液体的布朗运动是微观运动，是分子热运动的表现，不会停止，这相对于宏观物体靠驱动力激励的运动可靠性更高；另外，在显示应用中，宏观散射体的振动、转动，会造成画面清晰度的下降，而多孔液体分子和孔洞的布朗运动则不会影响画面质量。利用多孔液体分子和孔洞布朗运动对激光散斑的减弱效应，选择合适的液体和工作温度，研制集成散斑消除器件，其在激光医学、激光显示、激光探测等领域有着广泛的应用，将极大促进上述领域的发展，产生巨大的经济效益。