一種激光消散斑光路及雙色、三色激光光源的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及激光顯示領域，尤其涉及一種激光消散斑光路及雙色、三色激光光源。
【背景技術】
[0002]激光是一種高亮度，方向性強，發出單色相干光束的光源，由于激光的諸多優點，近年來被逐漸作為光源應用于投影顯示技術領域。但是目前激光光源的應用存在至少以下問題:
一是激光的高相干性，不可避免地產生散斑效應。所謂散斑是指相干光源在照射粗糙的物體時，散射后的的光，由于其波長相同，相位恒定，就會在空間中產生干涉，空間中有些部分發生干涉相長，有部分發生干涉相消，最終的結果是在屏幕上出現顆粒狀的明暗相間的斑點，這些未聚焦的斑點閃爍，長時間觀看易產生眩暈感，造成投影圖像質量的下降，降低用戶的觀看體驗，需要設計消散斑光路對激光光束進行消相干以提高激光投影顯示效果O
[0003]以及，在激光傳輸光路中，由于光學鏡片截面面積通常遠小于激光器組發出的激光光斑面積(激光器發出的光斑直徑可達60_左右，但普通光學鏡片直徑較小，比如可能在30mm左右，并且由于加工、安裝工藝原因，只有光學鏡片中間部件為光處理的主要區域，其作用區域就更小)，因此需要將激光器發出的激光光束進行縮束，形成較小的光斑，才能提高光束在通過光學鏡片時的通過率以及光處理效率。以及尤其在激光和熒光組成的混合激光光源中，熒光輪上的熒光粉受激發時需要高能量的激光光斑，照射到熒光輪表面的激光光斑直徑約為0.8_，相比于激光器發出的激光光斑面積縮小了百倍以上，因此在激光傳輸過程中，對激光光斑的縮束處理是非常必要的。
[0004]圖1示出了一種現有技術中激光消散斑的光路，其中，激光器I發出的激光光束先通過縮束部件2，可以是具有光線會聚作用的透鏡或透鏡組合，再通過設置于縮束部件2后方的消散斑部件3，比如可以是擴散片或者擴散板，依次進行激光的縮束和消散斑處理，再入射后面的光學鏡片。
[0005]但技術人員在應用過程中發現，上述激光消散斑光路中，擴散片部件容易聚積較多灰塵顆粒，使得激光的穿透率下降，這種情況不僅降低了消散斑效果，同時形成激光傳輸過程中的光衰現象，激光投影顯示圖像的亮度大大降低，降低了激光照明光源的使用壽命，是當前激光光源應用中亟需解決的技術問題。
【發明內容】
[0006]本發明提供了一種激光消散斑光路和雙色及三色激光光源，通過將擴散片部件設置于兩縮束鏡片之間，解決了現有技術中激光消散斑過程中存在的光衰問題。
[0007]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種激光消散斑光路，接收激光出射光，包括設置于激光出射光路上的縮束鏡片組，以及擴散片，其中縮束鏡片組包括第一縮束鏡片和第二縮束鏡片，擴散片位于第一縮束鏡片和第二縮束鏡片之間。
[0008]以及，本發明還提供了一種雙色激光光源，至少包括紅色激光器和藍色激光器，分別發出藍色激光和紅色激光，在藍色激光和/或紅色激光出射光路中設置有縮束鏡片組，以及擴散片，其中縮束鏡片組包括第一縮束鏡片和第二縮束鏡片，擴散片位于第一縮束鏡片和第二縮束鏡片之間
以及，本發明還提供了一種三色激光光源，包括紅色、藍色、綠色激光器，紅色、藍色、綠色激光器的各路激光經合光后通過上述的激光消散斑光路。
[0009]本發明技術方案，至少具有如下有益技術效果或者優點:
本發明技術方案提供的激光消散斑光路，通過將擴散片設置于第一縮束鏡片和第二縮束鏡片之間，通過增大擴散片上接收的激光光斑的面積來降低其接收的激光光能量密度，從而減輕擴散片上灰塵或顆粒的聚積現象，減輕光衰現象，延長激光光源使用壽命。
[0010]本發明技術方案提供的雙色激光光源，通過對一種或兩種顏色的激光應用上述的激光消散斑光路，能夠實現對該顏色以及雙色激光光源消散斑的同時減輕激光傳輸過程中的光衰現象，延長了雙色激光光源作為投影照明光源時的使用壽命。
[0011]本發明技術方案提供的三色激光光源，通過應用上述的激光消散斑光路，同理，能夠實現對至少一種的顏色激光消散斑的同時減輕三色激光在傳輸過程中的光衰現象，延長了三色激光光源作為投影照明光源時的使用壽命。
【附圖說明】
[0012]圖1為現有技術中一種激光消散斑光路示意圖；
圖2為本發明實施例1中激光消散斑光路示意圖；
圖3為本發明實施例1中激光光束縮束原理示意圖；
圖4為本發明實施例2中激光消散斑光路示意圖；
圖5為本發明實施例3中雙色激光光源光學架構示意圖；
圖6為本發明實施例3中熒光輪平面分布示意圖；
圖7為本發明實施例4中雙色激光光源光學架構示意圖；
圖8為本發明實施例5中三色激光光源光學架構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0014]實施例1
本發明實施例1提供了一種激光消散斑光路，如圖2所示，接收前端激光器或激光器陣列I發出的激光出射光，激光出射光依次通過第一縮束鏡片21和第二縮束鏡片22組成的縮束鏡片組2進行縮束，以使激光光斑面積縮小。以及，激光出射光還經過位于于第一縮束鏡片21和第二縮束鏡片22之間的擴散片3，用于對激光光束進行擴散，產生較多的空間隨機相位，起到消散斑的作用，優選地，擴散片受控進行轉動或平動，運動狀態的擴散片的消散斑效果優于固定設置的擴散片。
[0015]在具體實施中，如圖3所示，第一縮束鏡片21通常選用一片大的凸透鏡，以便全部接收激光器發出的激光光束，前面已經提到，激光器發出的激光光束面積可達60_左右，需要收集這些面積范圍的光斑進行會聚，進行初步的縮束處理或者縮小光斑的處理。
[0016]第二縮束鏡片22可以是一片凹透鏡，其中該凹透鏡的焦點與第一縮束鏡片-凸透鏡的焦點重合，組成望遠鏡系統。
[0017]激光光束先經過第一縮束鏡片-凸透鏡的快速會聚后再經過第二所述鏡片-凹透鏡的發散形成平行光束，但該平行光束的光斑直徑已經小于激光器發出的光束光斑直徑，起到了縮束作用，同時能夠使光線沿直線傳播，便于提高后續光學鏡片的光處理效率，減小因光線角度不平行于光軸可能造成的光損。
[0018]在激光光束縮束過程中，還經過了擴散片3的擴散處理，由于擴散片能夠對光線起到擴散作用，如前所述，在空間上能夠增加激光的隨機相位，從而破壞相位或相位差恒定這一產生干涉的條件，使激光的相干程度降低，起到消散斑的作用。望遠鏡系統的縮束原理示意圖如圖3所示，凸透鏡對入射的激光光束具有會聚作用，再經凹透鏡擴散后形成平行的出射光束，可以認為，經凹透鏡出射的光束面積大小與凹透鏡接收的光束面積大小相同。將位于位置A和位置B處的光束截面面積相比，位置B處的光束截面面積