[发明专利]一种基于布朗运动及空芯光纤的消散斑装置及方法

说明书

本发明涉及散斑的抑制和减弱，特别用于激光显示，如激光投影和激光电视；具体为一种基于布朗运动及空芯光纤的消散斑装置及方法。包括激光光源、聚焦透镜、多模光纤、空芯光纤、匀场部分、投影系统和屏幕，聚焦透镜设置在激光光源和多模光纤之间，多模光纤、空芯光纤、匀场部分、投影系统以及屏幕顺序设置。激光器发出的激光经过空芯光纤后，由于空芯光纤内部微粒的布朗运动，激光通过空芯光纤后发生多次散射，从而实现激光散斑抑制。同时多模光纤末端的金属镀层与空芯内壁的高度反射介质镀膜能实现最大效率的光的传输，因此在大功率的激光显示中有很大的可行性。

技术领域

本发明涉及散斑的抑制和减弱，特别用于激光显示，如激光投影和激光电视；具体为一种基于布朗运动及空芯光纤的消散斑装置及方法。

背景技术

激光具有高亮度和单色性好等特点，使得它作为光源时比传统光源更有优势。但同时激光的高相干性也制约着激光显示的发展。当一束相干激光打在一个粗糙表面时，在该粗糙表面反射或透射的光之间会发生光的干涉现象。所表现出的是光强分布明暗不均匀的颗粒状的点，称之为散斑。在激光显示中，散斑的存在将会降低图像质量，因而必须被抑制。

目前，主要有一些是通过高速振动或旋转部件等动态调制光束的方法来抑制散斑，但不可避免的这些部件会发生变形或扭曲，同时需要外部电源来进行驱动。因此存在稳定性和可靠性差、成本高等缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的问题，提供一种基于布朗运动及空芯光纤的消散斑装置及方法。

本发明采取以下技术方案：一种基于布朗运动及空芯光纤的消散斑装置，包括激光光源、聚焦透镜、多模光纤、空芯光纤、匀场部分、投影系统和屏幕，聚焦透镜设置在激光光源和多模光纤之间，多模光纤、空芯光纤、匀场部分、投影系统以及屏幕顺序设置。

进一步的，多模光纤包括涂覆层、金属层和包层，涂覆层设置在包层的外侧，其中一端剥掉涂覆层，在包层上镀金属层，其金属层的直径略小于空芯光纤内径，使多模光纤刚好能够插入空芯光纤内部。

进一步的，多模光纤插入空芯光纤的连接处通过透光介质密封，空芯光纤中密封一段内含微粒的溶液或溶胶，空芯光纤末端留有空气部分，末端留有一段空气，以实现匀光的目的。微粒进行长期的、无规则的布朗运动，因此激光经过溶液或溶胶时会发生多次散射，从而降低激光相干性，实现激光散斑抑制。

一种基于布朗运动及空芯光纤的消散斑方法，激光光源发出的光束经聚焦透镜耦合进多模光纤，之后激光通过空芯光纤发生多次无规则的散射，降低激光相干性，经匀场部分匀光后进入投影系统，最终在屏幕上实现激光散斑抑制及成像。

多模光纤插入空芯光纤中，其中多模光纤的末端镀金属层，空芯光纤的内壁镀有高度反射介质膜，从而实现最大效率的光传输。

所述空芯光纤中密封一段内含微粒的溶液或溶胶。微粒可以在所述溶液或溶胶中进行长期的、无规则的布朗运动。激光通过所述溶液或溶胶时会发生多次无规则的散射，从空芯光纤出射后激光相干性大幅降低，从而实现激光散斑抑制。

与现有技术相比，本发明的激光器发出的激光经过空芯光纤后，由于空芯光纤内部微粒的布朗运动，激光通过空芯光纤后发生多次散射，从而实现激光散斑抑制。同时多模光纤末端的金属镀层与空芯内壁的高度反射介质镀膜能实现最大效率的光的传输，因此在大功率的激光显示中有很大的可行性。

附图说明

图1为一种基于布朗运动及空芯光纤的消散斑装置的应用示意图；

图2为多模光纤的结构示意图；

图3为空芯光纤的结构示意图；