专利名称：一种新型激光投影显示装置的制作方法
技术领域：
一种新型激光投影显示装置 本实用新型涉及一种新型激光投影显示装置。激光显示采用高饱和度的三基色激光作为显示光源，具有色域范围广、寿命长、环保、节能等优点，越来越受到人们的关注。现阶段用于激光显示的光源为半导体泵浦的固态激光器，产生波长分别处于红、绿、蓝三个波段的连续激光，通过电视信号控制三基色激光扫描图像。激光电视的色域覆盖率理论上可达人眼色域范围的90%以上，这比目前LED电视的域覆盖率62%明显提高了一个档次。色域覆盖率的提高，不仅可以使电视画面看起来更加真实、有层次感，而且画面的清晰度也会有较大幅度的提升。同时，超大尺寸液晶电视的制造棘手的问题，因此市面上超大屏电视并不多见，价格不菲。对于激光电视，由于具备方向性好、亮度高等优势，屏幕可以做大。此外，大屏幕电视相比小屏幕电视所需的激光能量并不是线性的成倍提高，大屏幕电视所需的能量只需要比小屏幕电视所需的能量稍微提高一些就可以。因此，这意味着大屏幕的激光电视的单位光源成本在下降。当前推广和研发的激光电视的所使用的光源是基于三台半导体泵浦的固态激光器，这三台激光器独立工作，互不影响。相位和强度都是随机波动，增大了显示效果的不确定度。因此，有必要 解决如上问题。本实用新型克服了上述技术的不足，提供了一种新型激光投影显示装置，其通过一台高功率激光器作为三基色激光光源，通过频率变换产生红、绿、蓝三基色，其提高光源系统稳定度、降低制造成本方面具有显著优势。为实现上述目的，本实用新型采用了下列技术方案:一种新型激光投影显示装置，包括有用于将基频光O1放大至发生非线性六波混频产生信号光ω2和闲频光ω3的高功率激光器100，所述高功率激光器100输出端连接有用于对输入的基频光O1、信号光《2和闲频光ω3进行频率变换产生红绿蓝三基色调制信号输出的频率变换传输控制装置200，所述频率变换传输控制装置200输出端连接有用于投影显示的扫描投影装置300。所述高功率激光器100包括有用于输出基频光O1的激光振荡器101,所述激光振荡器101的输出端与一光隔离器102的输入端连接，所述光隔离器102的输出端连接有用于将基频光Q1放大至发生非线性六波混频产生信号光《2和闲频光ω3的光纤放大器103，所述光纤放大器103上还连接有用于提供泵浦能量的泵浦源104，光纤放大器103的输出端作为高功率激光器100的输出端与频率变换传输控制装置200的输入端连接。所述频率变换传输控制装置200包括输入端与高功率激光器100输出端连接的分频器201，所述分频器201上设有三个分频输出端口，分别连接有用于混频产生红、绿、蓝三基色波段光的第一混频器202、第二混频器203、第三混频器204，所述第一混频器202输出端、第二混频器203输出端、第三混频器204输出端分别连接有受视频控制信号控制的第一声光调制器205、第二声光调制器206、第三声光调制器207，所述第一声光调制器205输出端、第二声光调制器206输出端和第三声光调制器207输出端作为频率变换传输控制装置200的输出端口。所述扫描投影装置300包括有输入端与频率变换传输控制装置200输出端连接合束装置301，所述合束装置301输出端连接有受扫描控制信号控制的用于进行行和列扫描的扫描装置302，所述扫描装置302的输出端连接有用于实现激光显示的投影屏幕304。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:1、与现有的用于激光显示的多台独立的全固态光源技术相比，本装置的激光光源起源于单台高功率激光器，其在提高光源系统稳定度、降低制造成本方面具有显著效果。2、本装置通过频率变换传输控制装置对高功率激光器输出的基频光O1、信号光 2和闲频光ω3进行频率转换和传输控制，产生红、绿、蓝三基色，其整体结构设计新颖，实施方便，实用性好。3、本装置将激光开关和调节光强的视频控制信号和扫描信号分开，激光亮度控制灵活，信号同步的稳定性高、扫描转速可任意控制、对扫描稳速控制要求低。
图1是本实用新型的结构原理图。`[0017]
以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解:参见
图1所示，一种新型激光投影显示装置，包括有用于将基频光Q1放大至发生非线性六波混频产生信号光ω2和闲频光ω3的高功率激光器100，所述高功率激光器100输出端连接有用于对输入的基频光Q1、信号光《2和闲频光ω3进行频率变换产生红绿蓝三基色调制信号输出的频率变换传输控制装置200，所述频率变换传输控制装置200输出端连接有用于投影显示的扫描投影装置300。所述高功率激光器100包括有用于输出基频光O1的激光振荡器101,所述激光振荡器101的输出端与一光隔离器102的输入端连接，所述光隔离器102的输出端连接有用于将基频光Q1放大至发生非线性六波混频产生信号光《2和闲频光ω3的光纤放大器103，所述光纤放大器103上还连接有用于提供泵浦能量的泵浦源104，光纤放大器103的输出端作为高功率激光器100的输出端与频率变换传输控制装置200的输入端连接。如上所述，在本实施例中，所述激光振荡器101采用的输出波长为1036nm，重复频率在兆赫兹量级，脉冲宽度在数十皮秒，所述的泵浦源104采用高功率半导体激光器，其中心波长为976nm，依据光纤放大器103对输出功率的需要可连接多台泵浦源，所述光纤放大器103采用的激光放大介质为带有有源掺杂粒子的非线性光纤，这种光纤不仅可以通过有源粒子掺杂和泵浦源104的高功率泵浦光实现对激光振荡器101输出的基频光O1的放大，而且可以将放大后的闻功率基频光ω i转换成其它波段的 目号光ω2和闲频光后输出给频率变换传输控制装置200，该多波长同步激光产生的源于非线性六波混频过程，即ω3=3Χ ω2 — 2Χ Q1,而信号光ω2的中心频率ω2取决于光纤放大器103的参数,如芯径和包层的直径、以及数值孔径的大小，在本实施例中采用9/128光纤，数值孔径NA=0.20为例，当信号光《2在LP22模式中传输时，其对应波长为827nm，得出闲频光ω3对应波长为594nm。所述频率变换传输控制装置200包括输入端与高功率激光器100输出端连接的分频器201，所述分频器201上设有三个分频输出端口，分别连接有用于混频产生红、绿、蓝三基色波段光的第一混频器202、第二混频器203、第三混频器204，所述第一混频器202输出端、第二混频器203输出端、第三混频器204输出端分别连接有受视频控制信号控制的第一声光调制器205、第二声光调制器206、第三声光调制器207，所述第一声光调制器205输出端、第二声光调制器206输出端和第三声光调制器207输出端作为频率变换传输控制装置200的输出端口。如上所述，通过分频器201将放大后的高功率基频光Q1、信号光ω2和闲频光ω3以不同的分束比从三个端口输出，分别通过第一混频器202、第二混频器203、第三混频器204产生红、绿、蓝三基色激光。如上所述，三基色中的红光产生于第一混频器202中，混频过程为基频光O1和信号光ω2先差频再倍频，即2Χ (2Χ GJ1 — ω2) — 693nm，然后，输出的红光通过第一声光调制器205的光路开关控制和光强调整后，输出给扫描投影装置300进行投影显示。如上所述，三基色中的绿光产生于第二混频器203中，混频过程为基频光O1的倍频，即2X Co1 — 518nm，然后，输出的绿光通过第二声光调制器206的光路开关控制和光强调整后，输出给扫描投影装置30 0进行投影显示。如上所述，三基色中的蓝光产生于第三混频器204中，混频过程为信号光ω2的倍频，即2Χ ω2 — 413.5nm，然后，输出的蓝光通过第三声光调制器207的光路开关控制和光强调整后，输出给扫描投影装置300进行投影显示。所述扫描投影装置300包括有输入端与频率变换传输控制装置200输出端连接合束装置301，所述合束装置301输出端连接有受扫描控制信号控制的用于进行行和列扫描的扫描装置302，所述扫描装置302的输出端连接有用于实现激光显示的投影屏幕304。如上所述，本案保护的是一种新型激光投影显示装置，其通过采用多色同步的高功率激光作为光源，通过对多色同步的高功率激光进行频率转换和传输控制，将激光开关和调节光强的视频控制信号和扫描信号分开，其激光亮度控制灵活，信号同步的稳定性高、扫描转速可任意控制、对扫描稳速控制要求低，与现有的用于激光显示的多台独立的全固态光源技术相比，本装置的激光起源于一台单台脉冲波激光光源，在结构设计、可靠性和实用性上具有明显优势。一切与本案结构相同或相近的技术方案都示为落入本案的保护范围内。
权利要求1.一种新型激光投影显示装置，其特征在于包括有用于将基频光O1放大至发生非线性六波混频产生信号光《2和闲频光ω3的高功率激光器(100)，所述高功率激光器(100)输出端连接有用于对输入的基频光Q1、信号光《2和闲频光ω3进行频率变换产生红绿蓝三基色调制信号输出的频率变换传输控制装置(200)，所述频率变换传输控制装置(200)输出端连接有用于投影显示的扫描投影装置(300 )。
2.根据权利要求1所述的一种新型激光投影显示装置，其特征在于所述高功率激光器(100)包括有用于输出基频光ωι的激光振荡器(101)，所述激光振荡器(101)的输出端与一光隔离器(102)的输入端连接，所述光隔离器(102)的输出端连接有用于将基频光ω i放大至发生非线性六波混频产生信号光《2和闲频光ω3的光纤放大器(103)，所述光纤放大器(103)上还连接有用于提供泵浦能量的泵浦源(104)，光纤放大器(103)的输出端作为高功率激光器(100)的输出端与频率变换传输控制装置(200)的输入端连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种新型激光投影显示装置，其特征在于所述频率变换传输控制装置(200)包括输入端与高功率激光器(100)输出端连接的分频器(201)，所述分频器(201)上设有三个分频输出端口，分别连接有用于混频产生红、绿、蓝三基色波段光的第一混频器(202)、第二混频器(203)、第三混频器(204)，所述第一混频器(202)输出端、第二混频器(203)输出端、第三混频器(204)输出端分别连接有受视频控制信号控制的第一声光调制器(205)、第二声光调制器(206)、第三声光调制器(207)，所述第一声光调制器(205)输出端、第二声光调制器(206)输出端和第三声光调制器(207)输出端作为频率变换传输控制装置(200)的输出端口。
4.根据权利要求1或2任意一项所述的一种新型激光投影显示装置，其特征在于所述扫描投影装置(300)包括有输入端与频率变换传输控制装置(200)输出端连接合束装置(301)，所述合束装置(301)输出端连接有受扫描控制信号控制的用于进行行和列扫描的扫描装置(302)，所述扫描装置(302)的输出端连接有用于实现激光显示的投影屏幕(304)。
5.根据权利要求3所述的一种新型激光投影显示装置，其特征在于所述扫描投影装置(300)包括有输入端与频率变换传输控制装置(200)输出端连接合束装置(301)，所述合束装置(301)输出端连接有受扫描控制信号控制的用于进行行和列扫描的扫描装置(302)，所述扫描装置( 302 )的输出端连接有用于实现激光显示的投影屏幕(304 )。
专利摘要本实用新型公开了一种新型激光投影显示装置，一种激光投影显示装置，包括有用于将基频光ω1放大至发生非线性六波混频产生信号光ω2和闲频光ω3的高功率激光器，所述高功率激光器输出端连接有用于对输入的基频光ω1、信号光ω2和闲频光ω3进行频率变换产生红绿蓝三基色调制信号输出的频率变换传输控制装置，所述频率变换传输控制装置输出端连接有用于投影显示的扫描投影装置。本案的目的是通过一台高功率激光器作为三基色激光光源，通过频率变换产生红、绿、蓝三基色，其提高光源系统稳定度、降低制造成本方面具有显著优势。
文档编号G03B21/20GK203120067SQ20132015382
公开日2013年8月7日 申请日期2013年3月30日 优先权日2013年3月30日
发明者曾和平, 郝强 申请人:广东汉唐量子光电科技有限公司