[实用新型]一种激光光源的光学系统

说明书

本实用新型公开了一种激光光源的光学系统，包括依次设置的激光光源、二向色镜、波长转换装置和朗伯型散射体，二向色镜包括一个区域反射膜，可将照射在其上的激光光源发出的第一特定波长光完全反射，区域反射膜上包括若干镂空的透射孔，使部分第一特定波长光穿过该孔，波长转换装置用于将接收到的第一特定波长光转换成第二特定波长光并反射回去，朗伯型散射体用于使二向色镜透射的第一特定波长光形成次朗伯型光源并反射回去，经朗伯型散射体反射后的第一特定波长光与第二特定波长光在二向色镜处混合，比例合适时，可产生白光，与现有技术比较，本实用新型光学效率更高，且降低了工艺难度，并提高了二向色镜针对第一特定波长光透过率调节的灵活性。

技术领域

本实用新型涉及激光光源的技术领域，更具体地，涉及一种激光光源的光学系统。

背景技术

随着激光技术的不断发展，由于激光具有能量集中，准直性好等优势，使得激光照明作为新型光源逐渐在一些特种照明领域得到广泛应用，如激光投影，舞台灯照明，城市地标探照灯等。无论是应用最广泛的激光投影还是其他的特种照明，在很大程度上要求的不是简单的单色激光光源，而是需要如白色光等的非单色光源。传统技术手段通常采用红绿蓝三基色，这种方案不仅成本高，而且强相干的激光会产生散斑效应，严重影响照明的质量。为解决这一问题，现有技术中开始采用蓝色激光激发荧光粉产生红光和绿光，这样即能获取光质较好的白光，成本又相对低廉。

蓝色激光激发荧光粉的方案，又分为透射式和反射式两种，透射式方案优点是光学效率较高，荧光粉受激后的光学系统简单，方便设计调试，缺点是受材料限制，只能用于单位面积蓝光照度较低的系统，如图1所示，入射蓝光4穿过荧光粉片后，部分作为出射蓝光3直接射出，另一部分经荧光粉改变波长形成出射红光2射出，以及部分经荧光粉改变波长形成出射绿光1射出，最终通过混合三种颜色形成所需白光。而反射式方案刚好相反，如图2所示，能用于大功率的激光光源系统，若荧光粉涂抹在色轮装置上，输入的蓝光功率可以达到更高，但其光学效率没有透射式方案的高。

图3为反射式方案常用的光路设计，激光管6发出蓝色的光401经反射镜后，由反蓝透黄的二向色镜11把反射出的蓝光301引导至荧光粉8，并把透射出的蓝光302引导至朗伯型散射体9一侧，荧光粉8受激发出黄色的光501穿透二向色镜11，与朗伯型散射体9反射回的蓝光303光汇合成一束白光7，此时，有部分黄光501被反射，形成反射出的黄光502，也有部分蓝光303透射出二向色镜，形成透射出的蓝光304。

该方案使用二向色镜将入射的蓝光与受激发出的黄光进行分光与合光，以实现最终混合成白光的目的。该方案的缺点是，受制于对二向色镜反射/透射比例设置的要求，即需要保证荧光粉受激发产生的黄光在返回二向色镜时，可以有相应蓝光与黄光混合，要求二向色镜设置一个反射/透射蓝光的比例，基本上反射蓝光的比例 R₁与透射蓝光的比例T₁之和为1，通常情况R₁为80%左右，T₁为20%左右。光线经由二向色镜输出的损失比例与输入时设置的比例反射/透射是等效的，在黄光和蓝光第二次进入二向色镜后均会有一定比例的损失，即应透射与蓝光混合的黄光有部分被反射损失掉，即黄光502，应反射与黄光混合的蓝光有部分被透射损失掉，即蓝光304，蓝光经由荧光粉激发后的黄光及蓝光都不能高效输出，导致光学效率较低。

发明内容

为克服现有的技术缺陷，本实用新型提供了一种激光光源的光学系统，该系统在不需要改变原有系统光路结构同时，提高激光光源混合生成白光的光学转换效率。