激光显示用低相干混沌激光器的制作方法

本实用新型涉及激光显示所用的激光器领域，具体为一种激光显示用低相干混沌激光器。

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。因此，研究者从控制激光时间和空间相干性入手，提出了多种方法进行散斑的抑制。具体方法主要分为三类：

1）改进投影屏幕：运动屏幕使干涉散斑无法在固定位置形成长时间干涉；添加胶态分散物质的屏幕，布朗运动的内部颗粒的散射同样抑制了散斑的形成；

2）改进激光传输相位：传输光路中加入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，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，形成光能分别均匀的图像，实现激光显示中散斑的消除；

3）改进系统光源：使用多个独立光源（多波长）、随机激光、D型腔激光器、飞秒激光光源、白光激光器等方法减弱了激光的时间相干性，从而可在激光显示领域抑制散斑的形成。

这些方法中屏幕的改进需要在激光投影时配备额外的投影屏幕，使得激光显示技术的适用性和便携性降低；相位改进技术虽然省去了配置屏幕的问题，但这些消散斑装置增加成本的同时必然限制了激光投影仪设计尺寸的优化，不利于产品的集成化发展；改进光源的方法中也是在原有激光器基础上添加额外装置或研制新型的激光器芯片，受激光器芯片工艺成熟度限制，新型芯片难以在短时间内实现大规模产业化应用。

因此，在激光显示领域，急需在现有激光器芯片的基础上，开发出集成化的低相干激光器，为激光显示提供小型化、易于系统集成的专用光源。

技术实现要素：

本实用新型为了解决在现有激光器芯片的基础上，改进现有的激光器，为激光显示提供小型化、易于系统集成的专用光源的问题，提供了一种激光显示用低相干混沌激光器。

本实用新型是通过如下技术方案来实现的：一种激光显示用低相干混沌激光器，包括TO封装激光器壳体，所述TO封装激光器壳体本体外侧有二至四个引脚，所述TO封装激光器壳体内的支撑架上固定有激光器芯片，所述TO封装激光器壳体出光窗口处固定有胶合透镜，所述胶合透镜为准直透镜和透反镜组合而成，所述准直透镜和透反镜沿着光路依次放置并且紧贴固定，所述透反镜与准直透镜接触的内侧面镀有透反膜；所述激光器芯片的激光出射中心位于准直透镜的焦距处、并与胶合透镜同轴放置。

本实用新型是针对传统激光显示用的TO封装激光器所做出的改进，外部为TO封装激光器壳体，壳体外侧有三个引脚，在壳体内的支撑架上固定有发出激光的激光器芯片，传统的TO封装激光器壳体窗口为防尘镜片或者准直透镜或者聚焦镜片，但是这种结构并不能抑制散斑，激光的相干长度较大，因此本实用新型中，将壳体的出光窗口处的镜片改进为胶合透镜，该胶合透镜为准直透镜和透反镜组合而成，并且沿着激光器芯片发出的激光光路按准直透镜和透反镜的顺序放置并紧贴固定，而激光器芯片的激光出射中心位于准直透镜的焦距处，激光器芯片发出的激光被准直透镜准直，并通过透反镜输出，同时透反镜与准直透镜接触的内侧面还镀有透反膜，使得激光分为透射和反射两部分，透射光由于准直透镜的作用，可实现光束的准直输出，反射光原路返回至激光器芯片，对激光器芯片形成反馈产生混沌激光，从而降低激光的相干长度，因此本实用新型极大程度的简化激光显示的散斑抑制装置，胶合透镜中的透反镜即为该散斑抑制装置，且以最简单、成本最小的方式实现低相干长度、光束准直的激光输出。本实用新型具体操作为：激光器芯片发出激光，光束到达准直透镜，被准直透镜准直，然后经过透反镜，由于透反镜上的透反膜，一部分激光透射出去，另一部分反射回激光器芯片，对激光器芯片形成反馈产生混沌激光，该过程降低了激光的相干长度，并抑制了激光中的散斑，最后低相干长度、光束准直的激光从壳体输出。

优选的，为了产生更加复杂的混沌状态，所述透反镜的外侧面也镀有透反膜，当内侧面镀膜或者内外侧面均镀膜时，透反比不同，效果也不相同，外侧面镀膜时效果更好。

与现有技术相比本实用新型具有以下有益效果：本实用新型中，所用到的散斑抑制装置结构更简单、尺寸更小：整个装置保持了原有激光显示激光器的尺寸；散斑抑制装置仅为窗口处胶合透镜的透反镜，透反镜的反射光反馈至激光器芯片产生混沌激光，降低激光的相干性实现散斑抑制，相比其他装置省去了外部的所有装置，因此更易于激光显示系统的结构优化与集成。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中标记如下：

1- TO封装激光器壳体，2-激光器芯片，3-胶合透镜，4-支撑架，301-准直透镜，302-透反镜。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施例进行说明。

一种激光显示用低相干混沌激光器，如图1所示，包括TO封装激光器壳体1，所述TO封装激光器壳体1本体外侧有二至四个引脚，所述TO封装激光器壳体1内的支撑架4上固定有激光器芯片2，所述TO封装激光器壳体1出光窗口处固定有胶合透镜3，所述胶合透镜3为准直透镜301和透反镜302组合而成，所述准直透镜301和透反镜302沿着光路依次放置并且紧贴固定，所述透反镜302与准直透镜301接触的内侧面镀有透反膜；所述激光器芯片2的激光出射中心位于准直透镜301的焦距处、并与胶合透镜3同轴放置。

本实施例中，所述TO封装激光器壳体1的型号为TO-18、TO-3或者TO-5；所述透反镜302的外侧面也镀有透反膜；所述激光器芯片2为激光显示用通用激光器芯片；所述准直透镜301为聚焦透镜，聚焦透镜的焦距为0.5mm-6mm，本实施例中为2mm；所述透反镜302为平面镜，内侧面镀膜后的透反比为8:2~9:1；内侧面和外侧面均镀膜后的透反比为7:3~9:1，本实施例中由于内外侧均镀了透反膜，因此透反比为7:3。所述胶合透镜3通过紫外胶粘至TO封装激光器壳体1的出光窗口处；胶合透镜3直径与TO封装激光器壳体1中窗口尺寸相近，便于固定。

本实施例具体操作为：激光器芯片2发出激光，光束到达准直透镜301，被准直透镜301准直，然后经过透反镜302，由于透反镜302上的透反膜，一部分激光透射出去，另一部分反射回激光器芯片2，对激光器芯片2形成反馈产生混沌激光，该过程降低了激光的相干长度，并抑制了激光中的散斑，最后低相干长度、光束准直的激光从壳体输出。

本实用新型要求保护的范围不限于以上具体实施方式，而且对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有多种变形和更改，凡在本实用新型的构思与原则之内所作的任何修改、改进和等同替换都应包含在本实用新型的保护范围之内。