[发明专利]混沌电路调制激光器消除激光显示中散斑的方法及装置

说明书

本发明公开了一种混沌电路调制激光器消除激光显示中散斑的方法及装置，具体为：混沌电路产生宽带混沌电信号后，经过宽带放大器，输入偏置器，激光器驱动电路的驱动电压也输入偏置器与经过宽带放大的混沌电信号混合，为多个激光显示用激光器供电驱动激光器工作，同时也输出混沌调制信号，各信号并联调制激光器，且经过大于0.3ns或大于6cm延迟的线路，使各激光器输出混沌激光，同时使输出信号在到达屏幕端时无相干性，即得无散斑光束输出，各激光器输出的光经过会聚透镜会聚，经过准直透镜准直后，平行注入MEMS镜片，通过相应的扫描电路调节以实现激光显示系统在幕布成像。本发明保证了激光器的全功率输出，提高了能量利用率，系统简单可靠。

技术领域

本发明涉及混沌电路的激光调制应用领域，具体为一种混沌电路调制激光器消除激光显示中散斑的方法及装置。

背景技术

激光显示技术凭借其色域空间大、色饱和度高、电光转换效率高、光源寿命长等优势，成为继CRT、等离子、LCD/LED显示技术之后，最具潜力的新一代显示技术。然而，由于激光的时、空间相干性极高，使得激光投影成像时存在复合散斑，造成投影图像的分辨率和对比度严重下降。该问题一直是阻碍激光显示技术发展的关键问题。

为了解决该问题，大多研究者在光路中添加不同降低激光相干性的装置，从空间域降低了激光的相干性，主要添加装置包括：移动或旋转的相位随机散射屏、具有特殊编码结构的相位散射屏、微扫描透镜、衍射器件、可变型反射镜、旋转匀质通光管、胶态散射体、高频振动光纤、多模光纤等，这些装置均可调整激光光束中基元光波的相位分布，从而改变散斑的空间分布，形成能量分布均匀的图像，实现激光显示中散斑的消除。

另外还有一些研究针对显示屏和光源做出了改进，从时间域降低了激光的相干性。振动的屏幕或添加胶态分散物质的屏幕可使干涉散斑无法在固定位置形成长时间干涉，多波长光源、随机激光器、白光激光器等也可一定程度的降低激光的相干性，从而抑制散斑的形成。

研究人员在研究光反馈半导体激光器的非线性动态特性过程中，发现混沌状态可以一定程度的影响激光的时间相干性（IEEE J. Quantum Electron., 28(6), 1459–1469,1992；Appl. Opt., 48(5), 969–973, 2009）。这些都是基于红外波段、单横模、低功率（几毫瓦）半导体激光器在长腔反馈状态开展的研究，并不适合产品的集成设计，集成结构的短腔性能并不相同，且激光显示中所用激光器都是大功率（百毫瓦）、多横模、可见光波段的半导体激光器。

（Proc. SPIE 8550, Optical Systems Design 2012, 85501I, 2012）文章中虽已指出使用调制信号改善激光的相干特性，但使用的是单频调制信号去抑制光反馈对激光器产生的混沌特征，且用大幅度单频信号调制，其结果必然对激光输出亮度造成明暗相间的演化，不利于激光显示的效果。

因此有研究者提出使用光反馈或光注入等方法，使激光显示系统中的激光器产生混沌激光，从而降低其相干性，但该方法需要分出部分光提供混沌激光的产生，降低了激光显示系统的输出效率。使用混沌电信号调制激光器产生混沌激光已有提出，但均在混沌激光产生用于测距、随机数产生领域，对激光显示的散斑抑制领域并未涉及。为了更有效利用激光器，使其输出达到最大，因此对现有技术需要提出改进，提出一种新型的调制激光器的方法来实现激光显示系统的散班抑制。

发明内容

本发明为了解决现有技术中由于散斑的存在，激光器利用率不高，输出达不到最大的问题，提供了一种混沌电路调制激光器消除激光显示中散斑的方法及装置。