专利名称：一种消激光散斑的光学结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及激光领域，尤其涉及一种消除激光散斑的光学结构。
背景技术：
人们尝试用面分布不均匀的位相片破坏激光波阵面以减弱激光相干性，从 而减少激光作为显示光源时引起的散斑效应。但由于通常激光光斑尺寸有限， 而位相片单元尺寸及数量亦有限，所以有的采用旋转位相片方法来部分减弱激
光的相干性。美国专利US6081381公开一种结构，其采用如图l所示结构减弱 激光的相干性，从而减弱散斑效应。该专利由光源IOI、光束整形透镜102、光 束发散装置103、聚光透镜104、转动的微透镜阵列105、聚光透镜106和屏幕 107构成。先采用发散透镜103使激光光束发散，再采用旋转的微透镜阵列105 降低光束的相千性以达到减弱散斑效应的目的。
发明内容
与上述结构不同的，本发明提出另一种简单的光学结构来实现。 本发明的技术方案如下
本发明的消除激光散斑的基本的光学结构，其至少包括 偏振分束棱镜，设置于p分量激光入射光轴上； 1/4波片，设置于所述的偏振分束棱镜的p分量激光出射光轴上； 扩束透镜，设置于所述的1/4波片后的光轴上； 微反射镜阵列，设置于所述的扩束透镜后。
在基本的光学结构进行的扩展第一种改进的结构，所述的扩束透镜和所述的微反射镜阵列之间还设置一 准直透镜。
第二种改进的结构，所述的扩束透镜和所述的微反射镜阵列之间还设置一 透射式位相片。
第三种改进的结构，所述的扩束透镜和所述的微反射镜阵列之间还设置一 准直透镜，所述的准直透镜和所述的微反射镜阵列之间还设置一透射式位相片。
为进一步减弱激光的相干性，本实用新型还可以进行如下扩展
方式一将如上所述的任一结构的微反射镜阵列连接于微型马达，并通过 微型马达带动微反射镜阵列旋转。
方式二将如上所述的任一结构的微反射镜阵列一端固定于支架上，另一 端连接于PZT元件，并通过通过PZT元件快速移动来改变微反射镜阵列位置。
方式三将如上所述的任一结构的微反射镜阵列连接于PZT元件，并通过 通过PZT元件快速移动带动微反射镜阵列在竖直方向不断移动。
如上所述的微反射镜阵列是微型角锥反射镜阵列或微玻璃珠反射镜阵列， 材料可为塑料或玻璃。
本发明采用如上技术方案，公开了一种新型的、简单的光学结构来实现消 激光散斑的目的。
图l是已有技术的结构示意图2(a)是本发明的实施例一的结构示意图2(b)是本发明的实施例二的结构示意图2(c)是本发明的实施例三的结构示意图；图2(d)是本发明的实施例四的结构示意图； 图3(a)是本发明的实施例五的结构示意图； 图3(b)是本发明的实施例六的结构示意图； 图3(c)是本发明的实施例七的结构示意图。
具体实施例方式
现结合
和具体实施方式
对本发明进一步说明。
本发明采用扩束透镜或透镜组、偏振分束棱镜、1/4波片、透射式位相片、 微型角锥反射镜阵列或微珠反射镜阵列及振动元件构成消激光散斑光学结构。 利用扩束透镜使入射激光扩束，扩束后的光束被快速振动的微型角锥反射镜阵 列或微珠反射镜阵列反射，来获得位相分布无序激光，并利用偏振分束棱镜将 入射光与反射光分开。
如图2(a)所示的实施例一的结构是本发明的基本结构型，其中201为入射 P分量激光，202为偏振分束棱镜，203为1/4波片，204为扩束透镜，205为漫 反射镜阵列，是微型角锥反射镜阵列或微珠反射镜阵列。
偏振分束棱镜202透射p分量入射光201,透过1/4波片203后，被扩束透 镜2Q4扩束并入射到漫反射镜阵列205，扩束光经微型棱镜反射镜反射，再次通 过l/4波片时，偏振方向旋转90。，变为S分量，并被偏振分束棱镜202反射 形成输出光束。《效反射镜阵列205在一定入射角范围即全反射角范围内会原光 路返回，微反射镜阵列205的位相分布无序，扩束后光束各点在反射面上光程 分布不均，因而得到的S分量激光的相干性将大为降低，此输出光源用于激光 显示时将大大减弱其散斑效应。
图2(b)所示的结构是本发明的实施例二结构，是扩展的结构型。其中，201 为入射p分量激光，202为偏振分束棱镜，203为1/4波片，204为扩束透镜，205为微反射镜阵列，是微型角锥反射镜阵列或微珠反射镜阵列。不同的是，采 用准直透镜206将扩束后的光束准直。由于光束准直，可以缩短扩束镜204与 漫反射镜阵列205间的距离。
图2(c)所示的结构是本发明的实施例三结构，是扩展的结构型。其中，201 为入射p分量激光，202为偏振分束棱镜，203为1/4波片，204为扩束透镜， 205为微反射镜阵列，是微型角锥反射镜阵列或微珠反射镜阵列。不同的是，仅 采用透射式位相片207取代图2(b)所示实施例二的准直透镜206。
图2(d)所示的结构是本发明的实施例四结构，是扩展的结构型。其中，201 为入射p分量激光，202为偏振分束棱镜，203为1/4波片，204为扩束透镜， 205为微反射镜阵列，是微型角锥反射镜阵列或微珠反射镜阵列。不同的是，在 采用透镜206准直扩束后的光束，用面分布不均匀的透射式位相片207破坏激 光的位相，采用此结构可进一步破坏激光的相干性。
本发明亦可采用旋转或振动微型角锥反射镜阵列或微玻璃珠反射镜阵列方 式进一步减弱激光的相千性。以下仅结合本发明的基础型结构进行扩展，其他 与之相应。
如图3(a)所示的实施例五的结构中，其中，201为入射p分量激光，202为 偏振分束棱镜，203为1/4波片，204为扩束透镜，205为微反射镜阵列，即微 型角锥反射镜阵列或微珠反射镜阵列，306为微型马达。将漫反射镜阵列205与 微型马达306固定，通过微型马达带动漫反射镜阵列205旋转。
如图3(b)所示的实施例六的结构中，其中，201为入射p分量激光，202 为偏振分束棱镜，203为1/4波片，204为扩束透镜，205为微反射镜阵列，即 微型角锥反射镜阵列或微珠反射镜阵列，将微反射镜阵列205 —端固定在支架 308上，另一端连接于一PZT元件307,通过PZT元件307的快速移动来改变微反射镜阵列205位置。
如图3(c)所示的实施例七的结构中，其中，201为入射p分量激光，202为 偏振分束棱镜，203为1/4波片，204为扩束透镜，205为微反射镜阵列，即微 型角锥反射镜阵列或微珠反射镜阵列，将漫反射镜阵列205置于一PZT元件307, 通过PZT元件307的快速移动使微反射镜阵列205在竖直方向不断移动。
本发明所述的微反射镜阵列205可以是微型角锥反射镜阵列或微玻璃珠反 射镜阵列，材料可为塑料或玻璃。若是微型角锥反射镜阵列，则可采用作为交 通标志用的微型角锥反射镜制作方法制作。如3M公司交通标示用的棱镜lcm2 有5000个微型角锥反射镜，其使用周期为7年，反射率可达98%，虽然为塑料 压模制作，但由于激光扩散后功率密度较低，因而可以直接用于本发明的结构。 由于其为塑料压制，且各个角锥大小不同，其位相分布无序，面积足够大时， 可完全破坏激光波阵面。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员 应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式 上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。
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权利要求
1.一种消除激光散斑的光学结构，其特征在于其至少包括偏振分束棱镜(202)，设置于p分量激光入射光轴上；1/4波片(203)，设置于所述的偏振分束棱镜(202)的p分量激光出射光轴上；扩束透镜(204)，设置于所述的1/4波片(203)后的光轴上；微反射镜阵列(205)，设置于所述的扩束透镜(204)后。
2. 如权利要求1所述的消除激光散斑的光学结构，其特征在于所述的扩 束透镜(204 )和所述的微反射镜阵列(205 )之间还设置一准直透镜(206 )。
3. 如权利要求1所述的消除激光散斑的光学结构，其特征在于所述的扩 束透镜(204 )和所述的微反射镜阵列(205 )之间还设置一透射式位相片(207 )。
4. 如权利要求2所述的消除激光散斑的光学结构，其特征在于所述的准 直透镜(206 )和所述的微反射镜阵列(205 )之间还设置一透射式位相片(207 )。
5. 如权利要求1或2或3或4任一所述的消除激光散斑的光学结构，其特 征在于所述的微反射镜阵列(205 )连接于微型马达(306 ),并通过微型马达(306 )带动微反射镜阵列(205 )旋转。
6. 如权利要求1或2或3或4任一所述的消除激光散斑的光学结构，其特 征在于所述的微反射镜阵列(205 ) —端固定于支架(308 )上，另一端连接 于PZT元件(307 ),并通过通过PZT元件(307 )快速移动来改变微反射镜阵列(205 )位置。
7. 如权利要求1或2或3或4任一所述的消除激光散斑的光学结构，其特 征在于所述的孩i反射镜阵列(205 )连接于PZT元件(307 )，并通过通过PZT 元件(307 )快速移动带动微反射镜阵列(205 )在竖直方向不断移动。
8. 如1-4任一权利要求所述的消除激光散斑的光学结构，其特征在于所述的微反射镜阵列(205 )是微型角锥反射镜阵列或微玻璃珠反射镜阵列，材料 可为塑料或玻璃。
9. 如权利要求5所述的消除激光散斑的光学结构，其特征在于所述的微 反射镜阵列(205 )是微型角锥反射镜阵列或微玻璃珠反射镜阵列，材料可为塑 料或玻璃。
10. 如权利要求6所ii的消除激光散斑的光学结构，其特征在于所述的 微反射镜阵列(205 )是微型角锥反射镜阵列或微玻璃珠反射镜阵列，材料可为 塑料或玻璃。
11. 如权利要求7所述的消除激光散斑的光学结构，其特征在于所述的 微反射镜阵列(205 )是微型角锥反射镜阵列或微玻璃珠反射镜阵列，材料可为 塑料或玻璃。
全文摘要
本发明涉及激光领域，尤其涉及一种消除激光散斑的光学结构。本发明的消除激光散斑的基本的光学结构，其至少包括偏振分束棱镜，设置于p分量激光入射光轴上；1/4波片，设置于所述的偏振分束棱镜的p分量激光出射光轴上；扩束透镜，设置于所述的1/4波片后的光轴上；微反射镜阵列，设置与所述的扩束透镜后。利用扩束透镜使入射激光扩束，扩束后的光束被快速振动的微型角锥反射镜阵列或微珠反射镜阵列反射，来获得位相分布无序激光，并利用偏振分束棱镜将入射光与反射光分开。本发明采用如上技术方案，公开了一种新型的、简单的光学结构来实现消激光散斑的目的。
文档编号G02B27/48GK101493582SQ20091011110
公开日2009年7月29日 申请日期2009年2月23日 优先权日2009年2月23日
发明者凌吉武, 砺 吴, 磊 林, 陈燕平, 马英俊 申请人:福州高意通讯有限公司