[发明专利]一种基于低时间相干和低空间相干的零散斑激光器及其制备方法

说明书

本发明揭示了一种基于低时间相干和低空间相干的零散斑激光器及其制备方法，该零散斑激光器包括在同一光学平台上同轴依次设置的射频调制器、激光器、衍射光学元件和聚焦透镜；衍射光学元件位于所述激光器出射的方向上，射频调制器对激光器进行调制，经过射频调制器调制的激光入射进衍射光学元件；经由衍射光学元件出射的激光光束为零相干散斑激光光束，激光光束入射进聚焦透镜，经聚焦透镜出射的激光形成聚焦性的零散斑激光。本发明提出了一种基于低时间相干性和低空间相干性的零散斑激光器及其制备方法，通过一种降低时间相干性和空间相干性的技术得到了一种零散斑激光输出光束，解决了因时间相干性和空间相干性而产生的散斑的问题。

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，具体涉及一种低于低时间相干和低空间相干的零散斑激光器及其制备方法。

背景技术

激光由于其具有的高亮度、高相干性和高准直性等特点，在工业、通信、医疗、激光检测与测量、仪器仪表等方面具有广泛的应用。激光具有高度相干性且振幅和位相不相同的光束，在空间各点形成无规则分布的颗粒状斑纹------激光散斑。激光散斑作为一种随机过程，是伴随激光器使用而必然存在的客观物理现象。激光散斑不仅造成了能量损失，同时也成为限制图像质量，降低图像分辨率和对比度的主要因素，如目前在研究和应用的激光投影显示和激光照明领域，激光散斑成为限制激光显示实现真正实用化的关键。

目前关于消除激光散斑的方法多种多样，总体而言可分为两类：其一是静态消散斑法；如降低激光器腔长或在光路中对入射光束分束后再合束，降低入射光束的相干性，但该方法操作复杂，光路连接稳定性低。CN102122081A公开的《激光光束匀光整形和消散斑装置》采用将纯相位衍射器件在电磁振动装置驱动下完成匀光整形和消散斑功能；CN101950087A公开的《一种消除激光散斑效应的方法》将入射光束通过振动的可通光的液体对光束相位进行破坏而消除激光散斑效应。

其二是动态散斑法。对激光散斑进行动态处理，利用时间平均抑制散斑，如旋转或振动散射体(毛玻璃、液晶装置、相位板)、超声波法等。使用动态散斑法时，散斑变化频率越快，散斑间相关性越小，在时间平均后散斑抑制效果越好，但是目前采取动态散斑法的结构复杂，系统的稳定性不好。目前散斑消除中，散斑频率控制范围有限，相位调节深度小使得散斑相关性较大，以上因素降低了散斑抑制效果，同时入射光束通过液晶装置和毛玻璃能量利用率较低，能量损失大，并且伴随着角度扩张现象，影响了系统的性能。

综上所述，无论是静态消斑法还是动态消斑法，都是从激光器(或者激光)本身出发来降低激光散斑对系统的性能的影响，过程中这两种方法仅仅是降低激光散斑对系统的性能的影响，却不能从更进一步的实时评价和测量系统方便的消减(或者补偿)从而得到一种低散斑影响、高信噪比的图像数据。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提出了一种基于低时间相干和低空间相干的零散斑激光器及其制备方法，通过一种降低时间相干性和空间相干性的技术得到了一种零散斑激光输出的光束。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种基于低时间相干和低空间相干的零散斑激光器，包括在同一光学平台上同轴依次设置的用于降低激光光束时间相干性的射频调制器、激光器、用于降低激光光束空间相干性的衍射光学元件和聚焦透镜；所述衍射光学元件位于所述激光器出射的方向上，所述射频调制器对所述激光器进行调制，经过所述射频调制器调制的激光入射进所述衍射光学元件；经由所述衍射光学元件出射的激光光束为基于低时间相干性和低空间相干性的零相干散斑激光光束，所述激光光束入射进所述聚焦透镜，经所述聚焦透镜出射的激光形成聚焦性的零散斑激光。

优选地，在所述射频调制器的调制作用下，所述激光器本身出射的激光时间相干长度变短，形成低时间属性的激光。

优选地，所述低时间属性的激光经过衍射光学元件，将激光的波阵面进行重新构建，重新构建的激光波阵面的单个部分的相位部分产生了偏移。