全彩激光光纤照明方法及系统与流程

本发明涉及激光照明方法，尤其涉及一种全彩激光光纤照明方法及系统。

背景技术：

目前市场上的光源，主要包括传统光源、led光源和激光光源。

传统光源主要应用在基础产品和高端产品之上，高端产品主要是因为其色彩表现好，所以在高端家庭影院还有灯泡光源的产品存在。传统光源最大的缺点就是寿命短，正常使用情况下的寿命一般集中在4000—6000小时左右，与其他光源相比相差很多，而且在使用过程中有可能出现炸灯的现象。传统光源在使用过程中的衰减会使图像变暗变黄(如亮度衰减、色饱和度对比度降低等)，对于电影院这样的高要求的场所，不得不为此而更换灯泡，这也就造成了后期维护的成本很高。

led光源的技术瓶颈比较明显，绿色led的发光频率较低，散热问题比较的突出，加上成本也比较的昂贵，所以高亮的led微型投影机一直难以出现。如果想要实现和普通灯泡光源一样的亮度，led光源的产品体积需要更大，并且成本很高。

激光光源是这几年最受关注的投影光源和新一代汽车前大灯照射光源。近年来激光光源逐渐从专业领域走向日常生活领域。就目前大局来看，不管是传统的商务和教育市场，还是风头正盛的工程和家用市场，激光光源都有巨大的潜力可挖。目前市面上主要使用的是单蓝色激光光源，由于目前蓝光激光器出光波长略微短2-6个纳米的影响，蓝色有偏紫现象出现。虽说目前激光光源的色域很广，但是色彩准确性依旧没有达到应有的水平。还有就是定价过高，普及程度并不理想。而激光照明也主要用于高档汽车大灯上，在民用领域基本还没用到。而且目前的激光照明技术是利用蓝光激发荧光粉产生白光用于照明。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中激光未有效应用到照明的缺陷，提供一种可将激光应用于照明的全彩激光光纤照明方法及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种全彩激光光纤照明系统，包括：

激光器组，包括红光激光器、蓝光激光器和绿光激光器；

侧向发光光纤，通过耦合器与激光器组连接；

耦合器，与激光器组连接，将激光器组的三个激光器发出的光耦合到侧向发光光纤中；或者光束混光模块，位于激光器组的出射光方向，将三个激光器发出的光混光到侧向发光光纤中；

激光驱动板，与驱动电源连接，调节各个激光器的出光功率；

驱动电源，与激光器组连接

接上述技术方案，该系统还包括散热器，激光器组和激光驱动板均安装在该散热器上。

接上述技术方案，该系统还包括风扇，安装在散热器尾部。

接上述技术方案，所述耦合器为光纤耦合器，激光器组的三种激光分别通过三根光纤导出来，并根据预设要求在一定距离内以捆绑的方式组合起来，组合后的三根光纤接入光纤耦合器的光纤接头中。

接上述技术方案，所述光束混光模块为透镜组，包括共光轴的双凸镜、平凸镜和平凹镜，光束通过双凸透镜实现准直，把三束激光束汇在一定光斑面积内并进行混光，再通过平凸镜汇成平行光进行第二次混光，然后再通过平凹镜实现一定的数值孔径的发散并进入侧向发光光纤。

接上述技术方案，所述透镜组固定在镜光安装盒内。

本发明还提供了一种全彩激光光纤照明方法，包括：

红光激光器、蓝光激光器和绿光激光器发出的激光通过耦合器或者光束混光模块进入侧向发光光纤；

通过激光驱动板调节各个激光器的出光功率，得到不同色系的光和白光，实现侧向发光光纤的全彩照明。

接上述技术方案，通过在激光器组和激光驱动板的底部安装散热器，进行散热。

接上述技术方案，所述耦合器为光纤耦合器，激光器组的三种激光分别通过三根光纤导出来，并根据预设要求在一定距离内以捆绑的方式组合起来，组合后的三根光纤接入光纤耦合器的光纤接头中。

接上述技术方案，所述光束混光模块为透镜组，包括共光轴的双凸镜、平凸镜和平凹镜，光束通过双凸透镜实现准直，把三束激光束汇在一定光斑面积内并进行混光，再通过平凸镜汇成平行光进行第二次混光。然后再通过平凹镜实现一定的数值孔径的发散并进入侧向发光光纤。

本发明产生的有益效果是：本发明通过红光激光器、蓝光激光器和绿光激光器发出的激光通过耦合器或者光束混光模块进入侧向发光光纤；通过激光驱动板调节各个激光器的出光功率，得到不同色系的光和白光，从而实现侧向发光光纤的全彩照明。本发明巧妙地将三基色的激光有效应用到光纤照明中，并大大提高了可见光在光纤中的照明距离。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例一全彩激光光纤纤照明系统的结构示意图；

图2是本发明实施例一中捆绑式光纤示意图；

图3是本发明实施例二全彩激光光纤纤照明系统结构示意图；

图4是本发明实施例二中全彩激光照明模块的结构示意图；

图5是本发明实施例二中光束混光模块的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了将三基色的激光有效应用到光纤照明中，并提高可见光在光纤中的照明距离，本发明实施例全彩激光光纤照明方法包括以下步骤：

红光激光器、蓝光激光器和绿光激光器发出的激光通过耦合器或者光束混光模块进入侧向发光光纤；

通过激光驱动板调节各个激光器的出光功率，得到不同色系的光和白光，实现侧向发光光纤的全彩照明。

为了实现上述全彩激光光纤照明方法，本发明提出了相应的全彩激光光纤纤照明系统。

本发明实施例一中，如图1所示，本发明全彩激光光纤纤照明系统，包括激光器组、耦合器、侧向发光光纤、激光驱动板和驱动电源。

本发明实施例中，激光器组包括红光激光器、蓝光激光器和绿光激光器；侧向发光光纤，通过耦合器与激光器组连接；耦合器，与激光器组连接，将激光器组的三个激光器发出的光耦合到侧向发光光纤中；激光驱动板，与驱动电源连接，调节各个激光器的出光功率；驱动电源，与激光器组连接

该系统还包括散热器，激光器组和激光驱动板均安装在该散热器上。该系统还可包括风扇，安装在散热器尾部，从而将激光器产生的热量带走。

该实施例一中，耦合器为光纤耦合器，激光器组的三种激光分别通过三根光纤导出来，并根据预设要求在一定距离内以捆绑的方式组合起来，组合后的三根光纤再接入光纤耦合器的光纤接头中。

具体如图1所示，将rgb三基色的激光器(红、蓝、绿)的光通过混光装置集成到一个sma905的光纤头中，然后再通过一个sma905光纤耦合器将光导入到一个侧向发光光纤中，从而用于照明与各种运用。可通过调节rgb的值从而产生各种色系的光源，实现全彩。

混光装置可以有两种方式，捆绑式和光束混光式。

捆绑式：用三根光纤分别将红光、蓝光、绿光导出来，再根据具体要求在一定距离内将三根光纤采用捆绑的方式(如图2所示)组合起来，并装到一个sma905的光纤接头中。

使用该实施例的全彩激光照明光源，需要使用一个sma905光纤耦合器，将光源中的sma905接头，以及与侧向发光光纤连接的sma905光纤接头连接起来，从而将三色光转到一根侧向发光光纤中。

再外接一个驱动电源，通过激光驱动板调节三个红、蓝、绿光的半导体激光器的出光功率(即r、g、b值)从而得到不同色系的光和白光，实现全彩的变化。

光束混光式:将三个激光器、sma905光纤接头、光束混光模块封装在一个密闭的金属盒(及全彩激光照明模块)中，只将sma905一端置于金属盒外。其具体如图3和图4所示：

三个激光器并列于金属盒前端，光束混光模块位于半导体激光器与sma905中间。

使用本发明的全彩激光照明模块，首先要将驱动电源与激光驱动板连接，然后将激光驱动板与全彩激光照明模块连接。再用一个带sma905接头的侧向发光光纤与激光照明模块对接，这样就可以得到混光均匀后的光源。

调节三个红、蓝、绿光的半导体激光器的出光功率(即r、g、b值)从而得到不同色系的光和白光，实现全彩的变化。

如图5所示，光束混光模块为透镜组，包括共光轴的双凸镜、平凸镜和平凹镜，其中双凸透镜实现准直，把三束激光束汇在一定光斑面积内并进行混光，然后再通过平凸镜汇成一束平行光进行第二次混光，最后通过平凹镜发散并进入侧向发光光纤。所有镜片可以都固定在一个镜光安装盒内。

本发明的一个具体实施例中，光束通过双凸透镜实现准直，把三束激光束汇在一定光斑面积内并进行混光，再通过平凸镜汇成平行光进行第二次混光。然后再通过平凹镜实现一定的数值孔径的发散。透镜组可以有多种组合方式，透镜的个数和种类也不限，只要能够实现光束混光，将激光混合到光纤中去即可。通过本发明的照明方法，激光在光纤中可以传输1公里以上。

本发明将激光导入侧向发光光纤进行照明，且可以通过调节rgb激光的功率实现全彩照明，大大增加了激光在照明领域的应用，发光的光纤也可以应用于多个领域，除了用于照明，还可以做成各种艺术品等等。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。