一种双通道二向色镜及投影装置的制造方法_2

文档序号:10282180阅读:来源:国知局
24]用于向所述双通道二向色镜发出P偏振的蓝激光的第二蓝激光模块;
[0025]沿所述第一蓝激光模块的光路方向设置的第一1/4波片(也称第一四分之一波片)和第一荧光盘;
[0026]沿所述第二蓝激光模块的光路方向设置的第二1/4波片(也称第二四分之一波片)
和第二荧光盘。
[0027]进一步地,本实用新型中,所述的第一蓝激光模块发出s偏振的蓝激光在所述双通道二向色镜的双通道二向色膜上的入射角为55°;所述的第二蓝激光模块发出P偏振的蓝激光在所述双通道二向色镜的双通道二向色膜上的入射角为35°。本实用新型的双通道二向色膜,入射角无论是55°还是35°,在短波蓝激光波段区都是偏振膜特性:s偏振反射,P偏振透射;而在长波红绿焚光区,入射角55°时,8和口偏振均透射,而入射角35°时,8和口偏振均反射。
[0028]由第一蓝激光模块发出的s偏振的蓝激光以55°角入射到双通道二向色镜的双通道二向色膜上时将被全部反射,并在透过第一四分之一波片后,将s偏振的蓝激光转变为圆偏振的蓝激光,此圆偏振的蓝激光入射到第一荧光盘激发出红绿荧光,被激发出来的红绿荧光为无偏振的自然光,可透过第一四分之一波片和双通道二向色镜的双通道二向色膜出射,而激发荧光后剩余的圆偏振蓝激光被第一荧光盘反射,透过第一四分之一波片后转变为P偏振光,因而能透过双通道二向色镜的双通道二向色膜,并与被第一荧光盘激发的红绿荧光一起合成一个通道的白光。与此同时,第二蓝激光模块发出的P偏振的蓝激光以35°角入射到双通道二向色镜的双通道二向色膜上时将被透射,并在透过第二四分之一波片后,将P偏振的蓝激光转变为圆偏振的蓝激光,此圆偏振的蓝激光入射到第二荧光盘,被激发出来的红绿荧光亦为无偏振的自然光,可透过第二四分之一波片,并被双通道二向色镜的双通道二向色膜5反射,而激发荧光后剩余的圆偏振蓝激光被荧光盘4’反射,透过四分之一波片3’后转变为s偏振光,因而亦能被双通道二向色镜2的双通道二向色膜反射,并与被第二荧光盘激发的红绿荧光一起合成另一个通道的白光。这两个通道的白光在第一直角棱镜和第二直角棱镜相交,并用一个准直透镜准直。
[0029]第一蓝激光模块的蓝激光束入射到双通道二向色膜上的入射光点和第二蓝激光模块的蓝激光束入射到双通道二向色膜上的入射光点之间的距离由以下条件决定:使两束光的出射交点位于第一直角棱镜和第二直角棱镜的外面。
[0030]—种投影装置,采用本实用新型的双通道激光光源,采用双通道激光光源,其输出亮度可提高一倍。
[0031 ]与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
[0032]第一,现有技术釆用单通道技术,由于只有一个激光模块,输出亮度较低。而本实用新型釆用双通道激光光源以不同入射角入射到双通道二向色膜上进行直接合束,输出亮度可望提高一倍。但这在以前并未被认识到,主要是因为双通道的二向色膜设计被认为是不可能的。但本实用新型通过立方棱镜(第一直角棱镜和第二直角棱镜)、4种薄膜材料以及二个匹配膜系,实现了光学特性截然相反的双通道中不同偏振态透射带的高透射率和反射带的高反射率。第二,本实用新型的双通道激光光源相对于现用的单通道激光光源来说有一个明显的优越性,这就是,当其中一个通道的激光照明失效时,激光投影机仍能继续工作,只是亮度有所降低,而不像单通道激光光源投影机就完全不能工作了。
【附图说明】
[0033]图1是一种现用单通道二向色镜的激光光源的工作原理示意图;
[0034]图2是另一种现用单通道二向色镜的激光光源的工作原理示意图;
[0035]图3是本实用新型双通道激光光源的工作原理示意图;
[0036]图4是本实用新型双通道二向色镜的结构示意图;
[0037]图5是本实用新型双通道二向色膜每层膜的膜厚和折射率的对应关系图;
[0038]图6是入射角为55°时双通道二向色膜的偏振透射分光曲线;
[0039]图7是入射角为35°时双通道二向色膜的偏振透射分光曲线。
【具体实施方式】
[0040]图1是一种现用单通道二向色镜的激光光源的工作原理示意图。如图1所示,波长为460nm左右的蓝激光束9以s偏振光出射,并以45°入射角入射到二向色镜1上,被二向色镜10反射后入射到荧光盘11,被蓝激光激发的红绿荧光被荧光盘11反射后透过二向色镜10;而激发荧光后剩余的蓝激光透过荧光盘11,经三个反射镜和准直透镜组成的额外光学系统收集,最后被二向色镜10反射,与透过二向色镜10的红绿荧光一起合成白光。这就是现用的投影机激光光源。显然,此激光光源有二个问题:一是由于二向色镜10不透射S偏振的蓝激光,因此需要一额外的光学系统收集蓝激光;二是输出的激光功率较低,被激发的荧光较弱,显示亮度不足。
[0041]图2是经改进后的另一种现用单通道二向色镜的激光光源工作原理示意图。如图2所示,这种经改进的单通道二向色镜激光光源主要有二个变化:一是引进了一个四分之一波片14; 二是二向色镜13能够反射s偏振的蓝激光12而透射P偏振的蓝激光束。这些改变使得45°入射的s偏振蓝激光束12被二向色镜13反射和四分之一波片14透过后变成了圆偏振光,经激发焚光后剩余的圆偏振蓝激光被焚光盘15反射和四分之一波片14再次透射后变成了 P偏振蓝激光,于是可以透过二向色镜13,这样就可与同时透过二向色镜13的无偏振红绿焚光合成白光。
[0042]上述图2所示的经改进的单通道二向色镜的激光光源,虽然省去了图1所示的一个额外的蓝激光收集系统,既节省了成本,又可缩小光源体积,减少装调的复杂性,但是这种激光光源依然存在着输出激光功率较低、显示亮度不足的问题,为此,本实用新型提出了双通道二向色镜及其激光光源的新方案。
[0043]图3是本实用新型双通道激光光源的工作原理示意图;图4是本实用新型双通道二向色镜的结构示意图。如图3和图4所示,双通道激光光源,包括:双通道二向色镜2;用于向双通道二向色镜2发出s偏振的蓝激光的第一蓝激光模块I;用于向双通道二向色镜2发出P偏振的蓝激光的第二蓝激光模块I ’ ;沿第一蓝激光模块I的反射光路方向设置的第一 1/4波片3和第一荧光盘4;沿第二蓝激光模块I’的光路方向设置的第二 1/4波片3’和第二荧光盘4’。双通道二向色镜,包括:斜面相对设置的第一直角棱镜7和第二直角棱镜8;设置在第一直角棱镜7和第二直角棱镜8两个斜面之间的双通道二向色膜5和胶合层6。双通道二向色膜5设置在第一直角棱镜7的斜面上,胶合层6的一面与双通道二向色膜5连接,另一面与第二直角棱镜8的斜面连接。第一直角棱镜7和第二直角棱镜8大小相等,均为等腰直角棱镜,其角度为45度、45度、90度。第一直角棱镜7和第二直角棱镜8由K9光学玻璃制成。双通道二向色膜5包括沿第一直角棱镜7斜面上向外依次设置的第一匹配膜系、主膜系和第二匹配膜系,然后用光学胶与第二直角棱镜8斜面相胶合。第一匹配膜系和第二匹配膜系均由高折射率膜、次高折射率膜和次低折射率膜组成;主膜系由高折射率膜、次高折射率膜、次低折射率膜和低折射率膜组成。高折射率膜为T12膜,它在波长550nm的折射率为2.385;次高折射率膜为Ta2O5膜,它在波长550nm的折射率为2.11;次低折射率膜为S12膜,它在波长550nm的折射率为1.46;低折射率膜为MgF2膜,在波长550nm的折射率为1.38。
[0044]第一蓝激光模块I发出的s偏振的蓝激光在双通道二向色镜2的双通道二向色膜5上的入射角为55°;第二蓝激光模块I’发出的P偏振的蓝激光在双通道二向色镜2的双通道二向色膜5上的入射角为35°,其偏振态为P偏振光。本实用新型的双通道二向色膜5具有以下奇特的光学特性,即在入射角为55°时,对波长460nm左右的s偏振的蓝激光反射和P偏振的蓝激光透射,而对红绿荧光透射;而在入射角为35°时,对波长460nm左右的s偏振蓝激光同样为反射^偏振蓝激光同样为透射,与入射角为55°时相同,而对红绿焚光却是反射,与入射角为55°时相反。
[0045]基于上述结构特征,由蓝激光模块I发出的s偏振的蓝激光以55°角入射到双通道二向色镜2的双通道二向色膜5的A点时将被全部反射,并在透过四分之一波片3后,将s偏振的蓝激光转变为圆偏振的蓝激光,此圆偏振的蓝激光入射到荧光盘4激发出红绿荧光,被激发出来的红绿荧光为无偏振的自然光,可透过四分之一波片3和双通道二向色镜2的双通道二向色膜5出射,而激发荧光后剩余的圆偏振蓝激光被荧光盘4反射,透过四分之一波片3后转变为P偏振光,因而能透过双通道二向色镜2的双通道二向色膜5,并与被荧光盘4激发的红绿荧光一起合成一个通道的白光。与此同时,另一个蓝激光模块I’发出的P偏振的蓝激光以35°角入射到双通道二向色镜2的双通道二向色膜5的B点时将被透射,并在透过四分之一波片3’后,将P偏振的蓝激光转变为圆偏振的蓝激光,此圆偏振的蓝激光入射到荧光盘4’,被激发出来的红绿荧光亦为无偏振的自然光,可透过四分之一波片3’,并被双通道二向色镜2的双通道二向色膜5反射,而激发荧光后剩余的圆偏振蓝激光被荧光盘4’反射,透过四分之一波片
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