红色激光源装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种激光源系统，尤其是涉及一种红色激光源装置。
【背景技术】
[0002]激光显示是继黑白显示、彩色显示、数字高清显示之后的第四代显示技术；激光电视是其应用领域之一，激光电视技术是继CRT、液晶、等离子体、OLED显示技术之后显示领域的一次革命，其色域覆盖率理论上可以高达人眼色域范围的90%以上，使得显示画面更加真实、富有层次感和通透的感觉，画面清晰度也随着色彩饱和度的提高有较大幅度的提升。
[0003]VCSEL技术理论最早由1964年诺贝尔物理学奖获得者Basov提出，是种具有很大潜力的固体激光源，具有发散角小、无散斑、空间非相干、亮度高、光利用率高、光谱波段从红外到深紫外等特点。在光纤通讯、激光打印、气体检测、高密度光存储方面也有希望得到广泛应用。但是如何将VCSEL技术应用到激光源，并成为当下急需解决的技术问题。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可靠性高、使用寿命长、安全性好、操作方便的红色激光源装置。
[0005]本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0006]一种红色激光源装置，其特征在于，包括:
[0007]电子枪和VCSEL芯片封装体，包括电子枪和VCSEL芯片；
[0008]聚焦线圈，安装在电子枪和VCSEL芯片封装体外部；
[0009]偏转线圈，安装在电子枪和VCSEL芯片封装体外部；
[0010]微控制器，与电子枪连接，用于控制电子枪的启动和运行控制；
[0011]扫描控制单元，分别与聚焦线圈和偏转线圈连接；
[0012]中央处理器单元CPU，分别与微控制器、扫描控制单元连接；
[0013]人机界面，与CPU连接。
[0014]所述的电子枪为三级式交叉枪，包括发射电子的阴极、Gl栅极、G2加速极和G3电子聚焦极。
[0015]所述的VCSEL芯片底部粘合有导热的衬底。
[0016]还包括分别与CPU、衬底连接的VCSEL半导体温度控制电路。
[0017]还包括分别与扫描控制单元、聚焦线圈和偏转线圈连接的输出驱动和放大电路。
[0018]还包括聚焦与偏转线圈电流检测电路，该聚焦与偏转线圈电流检测电路分别与CPU、聚焦线圈和偏转线圈连接。
[0019]所述的聚焦线圈包括静态聚焦线圈和动态聚焦线圈，所述的偏转线圈包括行偏转线圈和场偏转线圈，所述的扫描控制单元包括:
[0020]静态聚焦线圈电源，分别与CPU、静态聚焦线圈连接；[0021 ] 扫描控制电路，与CPU连接；
[0022]场偏转线圈驱动电路，分别与扫描控制电路、场偏转线圈连接；
[0023]行偏转线圈驱动电路，分别与扫描控制电路、行偏转线圈连接；
[0024]动态聚焦线圈驱动电路，分别与行偏转线圈、放大电路连接，其中放大电路与动态聚焦线圈连接。
[0025]所述的场偏转线圈驱动电路包括依次连接第一预激励电路、功率输出电路，所述的第一预激励电路与扫描控制电路连接，所述的功率输出电路与场偏转线圈连接。
[0026]所述的行偏转线圈驱动电路包括第二预激励电路、行扫描输出电路、时序电路和电子枪电子束消隐电路，所述的扫描控制电路分别与第二预激励电路、行扫描输出电路、时序电路连接，所述的行扫描输出电路分别与第二预激励电路、行偏转线圈连接，所述的行偏转线圈和时序电路分别与电子枪电子束消隐电路连接。
[0027]所述的动态聚焦线圈驱动电路包括依次连接的行偏转线圈扫描波形采样电路、动态校正信号产生电路，所述的行偏转线圈扫描波形采样电路与行偏转线圈连接，所述的动态校正信号产生电路与放大电路连接。
[0028]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0029]I)可靠性高，系统采用了独立的MCU控制单元，并与CPU (选用ARM芯片)单元进行通讯，提高了电子枪的启动和运行控制的可靠性；
[0030]2)使用寿命长，扫描电路的故障或失控，会使得电子束长时间轰击VCSEL芯片固定表面，造成芯片损坏，因此，系统组成中包含有聚焦和偏转线圈电流检测单元电路，避免了芯片损坏；
[0031]3)安全性好，电子束的能量不能全部转换成激光能量的输出，也为了提高激光输出的能量，需要采用冷却措施，有必要降低芯片温度，本实用新型采用了芯片体外VCSEL半导体温度控制电路，并可由CPU进行监控，提高了系统的安全性；
[0032]4)操作方便，系统中包含有人机界面功能，除可以通过键盘对运行参数进行设定夕卜，还具有实时运行参数记录单元，便于进行运行参数的分析，优化运行效率。
【附图说明】
[0033]图1为本实用新型的结构示意图；
[0034]图2为本实用新型扫描控制单元的结构示意图；
[0035]图3为本实用新型行扫描输出电路的具体电路图。
【具体实施方式】
[0036]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
[0037]实施例
[0038]如图1所示，一种红色激光源装置，包括:
[0039]电子枪和VCSEL芯片封装体I，包括电子枪4和VCSEL芯片5 ；
[0040]聚焦线圈2，安装在电子枪和VCSEL芯片封装体I外部，用于对电子枪中的电子束进行再聚焦；
[0041]偏转线圈3，安装在电子枪和VCSEL芯片封装体I外部，用于对电子枪中的电子束的轨迹进行控制，控制电子束在VCSEL芯片表面的入射方位；
[0042]微控制器6，与电子枪4连接，用于控制电子枪的启动和运行控制；
[0043]扫描控制单元8，分别与聚焦线圈2和偏转线圈3连接，用于驱动聚焦线圈和偏转线圈；
[0044]人机界面12，通过键盘对运行参数进行设定外，还具有实时运行参数记录单元，便于进行运行参数的分析，优化运行效率；
[0045]中央处理器单元CPU7，分别与微控制器6、扫描控制单元8连接，用于整个系统运行监控。
[0046]所述的电子枪4为三级式交叉枪，包括发射电子的阴极、Gl栅极、G2加速极和G3电子聚焦极。所述的VCSEL芯片5底部粘合有导热的衬底15。通过设置分别与CPU、衬底连接的VCSEL半导体温度控制电路11，用于实现VCSEL芯片温度的控制。正常运行时，阴极电流大小设定为400mA、G3最高为3.5kV。
[0047]本实用新型还包括分别与扫描控制单元8、聚焦线圈2和偏转线圈3连接的输出驱动和放大电路11。以及还包括聚焦与偏转线圈电流检测电10路，该聚焦与偏转线圈电流检测电路10分别与CPU7、聚焦线圈2和偏转线圈3连接。
[0048]如图2所示，所述的聚焦线圈2包括静态聚焦线圈21和动态聚焦线圈22，所述的偏转线圈3包括行偏转线圈32和场偏转线圈31 ；
[0049]所述的扫描控制单元8包括:
[0050]静态聚焦线圈电源82，分别与CPU7、静态聚焦线圈21连接；
[0051 ] 扫描控制电路81，与CPU7连接；
[0052]场偏转线圈驱动电路，分别与扫描控制电路81、场偏转线圈连接；
[0053]行偏转线圈驱动电路，分别与扫描控制电路81、行偏转线圈连接；
[0054]动态聚焦线圈驱动电路，分别与行偏转线圈、放大电路连接，其中放大电路与动态聚焦线圈连接。
[0055]所述的场偏转线圈驱动电路包括依次连接第一预激励电路83、功率输出电路84，所述的第一预激励电路83与扫描控制电路81连接，所述的功率输出电路84与场偏转线圈31连接。
[0056]所述的行偏转线圈驱动电路包括第二预激励电路85、行扫描输出电路86、时序电路87和电子枪电子束消隐电路88，所述的扫描控制电路81分别与第二预激励电路85、行扫描输出电路86、时序电路87连接，所